Fotodiyotindir

Fotodiyotlar, LED(Ligh Emmitted Diode) lerin ters mantığı ile çalışan diyotlardır.  Yani LED lerde diyot üzerinden akım geçince ışınım olur fotodiyotlarda ise fotodiyot üzerine ışık düştüğü zaman diyotun iletkenliği artar hatta bazıları akım üretir. Zaten güneş enerji panalleri de fotodiyotlarla aynı mantıkta üretilir.

Bir de bildiğiniz gibi fotodirençler vardır. LDR  diye bilinir. Şimdi bu foto dirençlerle fotodiyotlar arasında ne fark var diye soracak olursanız; en önemli fark hız farkıdır derim.  Fotodiyotlar LDR lere göre daha hızlıdırlar ve daha hassastırlar. Bu yüzden elektromanyetik dalga saçılımlarını fotodiyotlarla daha iyi analiz edebilme olanağınız vardır.

p-n jonksiyon

Şimdi bu arkadaş nasıl çalışır?  Öncelikle bu arkadaş normal bir diyottur. P-N jonksiyonundan oluşmuştur fakat bağlanırken ters polarlama ile bağlanır. Yani normal bir diyotun P  bölgesine (+) kutup, N tipi bölgesine (-) kutup bağlanırken fotodiyotlarda bu durum tam tersidir.   Şimdi anlattıklarımı anlayabilmeniz için yarı iletkenler hakkında yeterli bilginizin olması gerekiyor.  Bu yüzden şu linke göz atmanızı öneririm;

http://elektronikhobi.net/metaller-ve-yari-iletkenler-mazleme-bilgisi/

 

Güneş panelleri hakkındaki yazıya göz atmanızı da öneririm ayrıca;

http://elektronikhobi.net/ledlerin-ve-gunes-panellerinin-calisma-mantiklari/

Dediğim gibi fotodiyotların çalışma prensibi güneş panelleri ile aynıdır. Fakat fotodiyotlar, ters polarlandıkları için ışık enerjisi elektrik enerjisine dönüşmez. Işık burada sadece N-P jonksiyonundaki bariyerin zayıflatılması için kullanılır.  Bildiğiniz gibi N-P jonksiyonundaki bariyer dış bir enerji tarafından ortadan kaldırıldığı anda elektronlar N tip yarı iletkenden P tip yarı iletkene doğru akmaya başlarlar.

30NVM116

Şimdi siz bir diyotu ters olarak polarladığınızda p-n jonksiyonundaki bariyerin genişliği artacaktır. Bu bariyer içinde nötr atomlar vardır ve elektrik alan bariyerini oluşturan bu nötr atomların potansiyel farklarının olmamasıdır. Fakat eğer bu nötr atomlara dışarıdan bir enerji verilir ve bu elektronların conduction yani iletim bandına geçmesi sağlanırsa yani potansiyeli arttırılırsa bu bariyer küçülecektir ve yeterli enerji sonunda bu bariyer tamamen delinecek böylelikle akım sağlanacaktır.

Fotodiyotlar bu şekilde çalışırlar.  Yani öncelikle ters polarlanırlar. Diğer bir özelliği ise p-n jonksiyonuna odaklanmış bir mercek bulundururlar. Bu mercek ışık aldığında p-n jonksiyonundaki nötr atomlar tarafından abzorbe edilir ve nötr atomların elektronları iletim bandına geçecek enerjiyi yakalayarak potansiyel fark oluşumuna izin verir.

Fotodiyotların çok geniş kullanım alanları vardır. Uzaktan kumanda, alarm sistemi, sayma devreleri, yangın ihbar sistemleri, elektronik hesap makineleri,  gibi çeşitli konuları kapsamaktadır. Aşağıda ışığa duyarlı elemanların, foto elektrik akımının (Iph) ışık şiddetine göre değişimleri verilmiştir.