Fotodioda
Problem - Fotodioda
Chcesz zmierzyć natężenie światła.
Rozwiązanie
Użyj fotodiody. Możesz również skorzystać z fotorezystora albo z fototranzystora.
Fotodioda jest diodą światłoczułą. Ma ona zazwyczaj małe przezroczyste okienko, choć obudowy tych przeznaczonych do wykrywania podczerwieni są po prostu czarne. Czarne plastikowe opakowanie dla promieni podczerwonych jest przezroczyste, natomiast zabezpiecza fotodiodę przed wpływem światła widzialnego.
Fotodiody można traktować jak malutkie komórki fotowoltaiczne. Gdy pada na nie światło, generują prąd o niewielkim natężeniu. Na rysunku 4.8 możesz zobaczyć, jak użyć fotodiody połączonej z rezystorem, żeby wygenerować niewielkie napięcie, które następnie można zmierzyć.
Rysunek 4.8. Fotodioda w trybie fotowoltaicznym
Po mocnym oświetleniu diody napięcie w tym układzie może wynieść jedynie 100 mV.
Rezystor jest tu potrzebny do zmiany prądu o niewielkim natężeniu generowanego przez diodę w napięcie (U = IR). Bez niego napięcie, jakie byśmy zmierzyli, zależałoby od rezystancji (skoro nie pochodzi ona z rezystora, to nazywana jest impedancją) używanego układu mierzącego. I tak multimetr o impedancji wejścia wynoszącej 10 MΩ podawałby zupełnie inną wartość napięcia
(niższą) niż multimetr o impedancji wejścia wynoszącej 100 MΩ.
Dzięki użyciu rezystora R1 napięcie będzie stałe. Impedancja podłączonego na wyjściu odbiornika musi być o wiele większa od wartości rezystora. Jeżeli będzie to wzmacniacz operacyjny, to impedancja wejścia będzie najprawdopodobniej liczona w setkach megaomów, dzięki czemu nie wpłynie prawie wcale na wartość napięcia wyjściowego. Jeżeli zaczniemy zmniejszać wartość R1, to zmniejszymy również wartość napięcia wyjściowego, dlatego trzeba tutaj znaleźć złoty środek.
Znacznie lepszą czułość można uzyskać, stosując fotodiodę w trybie fotoprzewodzenia w połączeniu ze źródłem napięcia (rysunek 4.9):
Rysunek 4.9. Fotodioda w trybie fotoprzewodzenia
Opis - Fotodioda
Fotodiody reagują bardzo liniowo, dlatego często są wykorzystywane w miernikach światła. Dzięki temu, że bardzo szybko reagują na zmiany, używa się ich w systemach telekomunikacyjnych do odbierania sygnałów optycznych.
Zobacz również
Fotorezystory oraz fototranzystory są używane znacznie częściej niż fotodiody, ponieważ są od nich znacznie bardziej czułe.
