FOTO DİYOT
Foto diyot ışık enerjisiyle iletime geçen diyottur.
Normal bir diyot ters yönde kutuplandığında, akan ters yönlü akım sızıntı akımıdır ve değeri çok küçüktür. Bu akıma azınlık akım taşıyıcıları neden olur ve eğer dışarıdan müdahale edilmez ise değeri çok küçük olur. Bu akımı arttırmanın yolu dışarıdan bir enerji vererek valans bağlarının koparılması ve dolayısı ile azınlık akım taşıyıcı sayılarının arttırılması ile mümkündür.
Bu enerji ısı enerjisi olabildiği gibi, ışık enerjiside olabilir. Bu amaçla bir mercek vasıtası ile toplanan ışık enerjisi, tam birleşim yüzeyine odaklanarak valans bağları koparılıp, azınlık akım taşıyıcıları sayısı ve buna bağlı olarakta ters yön akımı arttırılabilir. Bu tür diyotlara fotodiyot denir. Bu diyotlar elektronik devrelerde ters yönde kutuplanarak ışık şiddeti ölçme ve ışıkla kontrol devrelerinde ışık şiddeti ve dalga boyunu değişken akıma çeviren dönüştürücüler olarak kullanılırlar.
Foto diyotlara polarma geriliminin uygulanışı normal diyotlara göre ters yöndedir. Yani anoduna negatif (-), katoduna pozitif (+) gerilim uygulanır.
Başlıca foto diyotlar şöyle sıralanır:
Germanyum foto diyot
Simetrik foto diyot
Schockley (4D) foto diyodu
1. GERMANYUM FOTODİYOT
Aslı alaşım yoluyla yapılan bir NP jonksiyon diyotudur. Cam veya metal bir koruyucu içerisine konularak iki ucu dışarıya çıkartılır.
Koruyucunun bir tarafı, ışığın jonksiyon üzerinde toplanmasını sağlayacak şekilde bir mercek ile kapatılmıştır.
Diyodun devreye bağlanması sırasında firmasınca uçlarına konulan işarete dikkat etmek gerekir. Hassas yüzeyi çok küçük olduğundan, 1.-3mA ‘den daha fazla ters akıma dayanamaz.
Aşırı yüklemeyi önlemek için, bir direnç ile koruyucu önlem alınır. Işık şiddeti arttırıldıkça ters yön akımı da artar.
FOTODİYODUN ÇALIŞMA PRENSİBİ:
Foto diyot ters polarmalı bağlandığından üzerine ışık gelmediği müddetçe çalışmaz. Bilindiği gibi ters polarma nedeniyle P-N birleşme yüzeyinin iki tarafında “+” ve “-” yükü bulunmayan bir nötr bölge oluşmaktadır.
Şekil’de görüldüğü gibi birleşme yüzeyine ışık gelince, bu ışığın verdiği enerji ile kovalan bağlarını kıran P bölgesi elektronları, gerilim kaynağının pozitif kutbunun çekme etkisi nedeniyle N bölgesine ve oradan da N bölgesi serbest elektronları ile birlikte kaynağa doğru akmaya başlar.
Diğer taraftan, kaynağın negatif kutbundan kopan elektronlar, diyodun P bölgesine doğru akar.,,
a) Yapısal gösterimi
b) Sembolik gösterimi
2. SİMETRİK FOTODİYOTLAR
Alternatif akım devrelerinde kullanılmak üzere, Şekil ‘de görüldüğü gibi NPN veya PNP yapılı simetrik fotodiyotlar da üretilmektedir.
Işığa Duyarlı Diyotların Kullanım Alanları:
Uzaktan kumanda, alarm sistemi, sayma devreleri, yangın ihbar sistemleri, elektronik hesap makineleri, gibi çeşitli konuları kapsamaktadır.
Şekil de ışığa duyarlı elemanların, foto elektrik akımının (Iph) ışık şiddetine göre değişimleri verilmiştir.
Fotodiyottan geçen akım, ışığın şiddetine göre 100 mikroamper ile 100 miliamper arasında değişebilir. Üzerinde oluşan gerilim ise 0.14 V ile 0.15 V arasında değişmekte olup çok küçüktür.
