Kurs loyihasi

Fotoelektrik va optoelektron elementlar.

Optoelektronika – elektronikaning bir bo‘limi bo‘lib, axborotni qabul qilish, uzatish va qayta ishlash jarayonlari yorug‘lik signallarini elektr signallarga aylantirish va aksinchaga asoslangan qurilmlarni nazariyasi va amaliyotini o‘rganadi. Optoelektronika elementlari bo‘lib fotodiod va yorug‘lik diodi hisoblanadilar.





1.7-rasm.
Bitta r-n o‘tishga ega bo‘lgan fotoelektr asbob fotodiod deb ataladi. Fotodiod sxemaga tashqi elektr manba bilan (fotodiod rejimi) va tashqi elektr manbasiz (fotovoltaik rejim) ulanishi mumkin. Tashqi elektr manba shunday ulanadiki, bunda r-n o‘tish teskari yo‘nalishda siljigan bo‘lsin. Fotodiodga yorug‘lik tushmaganda dioddan berilgan kuchlanishga bog‘liq bo‘lmagan I₀ ekstraksiya toki deb ataluvchi, juda kichik qiymatga ega “qorong‘ulik” toki oqib o‘tadi. Diodning n – baza sohasi taqiqlangan zona kengligidan katta h energiyaga ega bo‘lgan fotonlar bilan yoritilganda elektron – kovak juftliklar generatsiyalanadi. Agar hosil bo‘lgan juftliklar bilan r-n o‘tish orasidagi masofa zaryad tashuvchilarning diffuziya uzunligidan kichik bo‘lsa, generatsiyalangan kovaklar r-n o‘tish maydoni yordamida ektraksiyalanadi va teskari tok qiymati uning “qorong‘ulik”dagi qiymatiga nisbatan ortadi. Yorug‘lik oqimi F intensivligi ortishi bilan diodning I_F teskari toki qiymati ortib boradi.

1.8-rasm. Fotorezistor

Yorug‘lik oqimining turli qiymatlari uchun fotodiod VAXi 1 – rasmda keltirilgan. Yoritilganlikning keng chegarasida fototok bilan yorug‘lik oqimi orasidagi bog‘lanish amalda chiziqli bo‘ladi. Proporsionallik koeffitsienti
Proporsionallik koeffitsienti K_f =I_f/ f bir necha mA/lm ni tashkil etadi va fotodiodning sezgirligi deb ataladi. Fotodiodlar turli o‘lchash qurilmalarida hamda optik tolali aloqa liniyalarida yorug‘lik oqimini qabul qiluvchilar sifatida ishlatiladi. Fotodiodning fotodiod rejimidan tashqari fotovoltaik rejimi keng ishlatiladi. Ushbu rejimda fotodiod tashqi elektr manba ulanmagan holda ishlatiladi va yorug‘lik (quyosh batareyalari) energiyasini bevosita elektr energiyaga o‘zgartirish uchun qo‘llaniladi.
Diod fotovoltaik rejimda yoritilganda uning chiqishida foto EYuK hosil bo‘ladi. Quyosh nuri energiyasini elektr energiyaga o‘zgartiruvchi o‘zaro ulangan o‘zgartgichlar elektr manba sifatida kosmik kemalarda va yer ustidagi avtonom elektr energiya qurimalarida ishlatilib kelinmoqda.
Fotorezistor deb ichki qarshiligi tashqi yorug‘lik manbaining kuchiga bog‘liq bo‘lgan yarim o‘tkazgichli diodga aytiladi, fotorezistor yorug‘lik energiyasini elektor energiyasiga aylantiradi va uni kuchaytirish xususiyatiga ham egaligi bilan fotodioddan farq qiladi. Fotorezistor uch elektroda ega emitter, kollektor va baza, baza yorug‘lik qabul qilish obekti hisoblanadi.
Fotodiot deb yorug‘lik manbaining tushirilganda p-n perexoda chegaralarida elektr yurituvchi kuch paydo bo‘ladigan yarim o‘tkazgichli diodga aytiladi. (3 rasm.) elektr yurituvchi kuchning kattaligi yorug‘lik chastotasiga bog‘liq bo‘ladi.




1.9-rasm. a) konstruksiyasi b) shartli belgilanishi v) vrlt – amper xarakteristikasi