Fotoefekt elektronide väljalöömine metallist valguse toimel. Fotokeemilised reaktsioonid keemilised reaktsioonid, millede kulgemise kutsub esile valguse toime reageerivatele ainetele. Valguse rõhk valguse mehaaniline mõju pinnale, millele ta langeb. Comptoni efekt valguse levimissuuna ja lainepikkuse muutumine põrkumisel elektronidega või teiste elementaarosakestega. Fotoefekt Nähtust saab jälgida valgustatava katoodiga vaakumdioodi (fotodioodi) ühendamisel alalisvooluahelasse ahelas kulgeva voolu kaudu. Fotodiood: anood valgus katood Vooluahel: valgus If G (I,) U + - Heiti Aarna 2008 Kvantoptika Lähteseisukohad: 1
Suure koormustakistusega töötab fotodiood fotoelemendina ja genereerib talle langeva valguse toimel elektrilist pinget. Sellel režiimil genereeritud pinge ei sõltu oluliselt dioodile langeva valguse hulgast. Lühisrežiim Väga väikese koormustakistuse juures tekitab fotodiood talle langevast valgustugevuset suhteliselt täpselt lineaarselt sõltuvat elektrivoolu, mistõttu kasutatakse seda režiimi valguse tugevuse määramiseks kasutatavates seadmetes. Vastupingerežiim Fotodioodi vastuvool on võrdelises seoses talle langeva valguse hulgaga. Vastupingerežiimis reageerib fotodiood valgusele väga kiiresti - selleks kulub alla 10 nanosekundi, mis võimaldab dioodi kasutada Optilise informatsiooni vastuvõtjana (näiteks televiisori- ja videomaki puldi signaali vastuvõtjana). • Schotky diood - madala pingelanguga kiiretoimeline pooljuhtdiood. Diood on nime saanud saksa füüsiku Walter Schottky (1886–1976) järgi.Schottky dioodide
sõltudes oluliselt temperatuurist. Valgustamisel võib takistus väheneda mitme suurusjärgu võrra. Fototakisti iseloomulik parameeter eritundlikkus on fotovoolu tugevus valgusvoo ühiku kohta pingel 1 V. Pikkov lk 45 Pikkov lk 46 Elektroonika alused. Teema 4 Optoelektroonika elemendid ja infoesitusseadmed 5 (43) 4.2.2.2 Fotodiood Fotodiood on pooljuhtdiood, mille parameetrid sõltuvad pn-siirde valgustatusest. Fotodioodi tundlikkus oleneb valguse lainepikkusest. Tundlikkus on suurim tavaliselt infrapunases spektrialas. Fotodiood on pooljuhtdiood, mille pn-siirde piirkonda langev valgusvoog tekitab seal laengukandjaid (elektron-auk-paare). Siirde elektriväli eraldab tekkinud elektronid ja augud nii, et viimased kogunevad p-kihti, elektronid aga jäävad n-piirkonda. Seetõttu tekib dioodi viikude vahel potentsiaalide vahe mida nimetatakse fotoelektro- motoorjõuks
Fotoonikas Diood on elektroonikas kasutatav komponent, mille eesmärk on tagada vaid ühesuunaline elektrilaengute liikumine. Põhimõtteliselt lubab diood elektrivoolul liikuda ühes suunas, aga takistab selle liikumist teises suunas. Dioodi võib seega ette kujutada tagasilöögiklapi elektroonilise analoogina. Töökindlad, kiiretoimelised, väikesed, kerged ja tarbivad vähe võimsust. Nende parameetrid on kohati tüüritavad (näiteks fotodioodi voolu tüüritakse valgusega), kuid sõltuvad temperatuurist.Tööpõhimõte-on lihtne aru saada. Seda võib võrrelda uksega mis avaneb ühele poole, kuid ei avane teisele poole. Ehk siis teiste sõnadega: diood laseb voolu läbi ainult ühes suunas ja takistab selle läbipääsu teises suunas. Kui päri või vastuvool juhtub olema liiga tugev siis diood hävib.Kasutusalad- toiteplokkides, kus nad muudavad vahelduvvoolu (AC) alalisvooluks (DC). Selleks
Hall- andur vajab töötamiseks toitepinget ja maandust. Kui magnetvoog läbib halli-elementi, muutub halli-element voolu juhtivaks ja maandab lõppastmelt saadud signaali pinge. Kui sirmketta sirm jääb püsimagneti ja hallielemendi vahele siis katkeb halli-elemendi voolujuhtivus ja signaalipinge on maksimaalne. Optiline andur Optiline andur koosneb fotodioodist, valgusdioodist ja aukudega kettast. Anturi tööpõhimõte seisneb fotodioodi omdusel valguse toimel avaneda. Valgusdiood on valgusallikas ja pöörlev ketas katkestab valgusvoo. Induktiivandur Induktiivandur koosneb hammasrootorist, anduri mähisest ja püsimagnetist. Magnetvälja tugevus sõltub pöörleva hammasrootori asendist. Magnetvälja tugevuse muutus tekitab anduri mähises pinge. Süütehetke mõjutavad tegurid *Mootori pöörlemissagedus *Mootori koormus *Mootori temperatuur *Gaasipedaali asend *Õhu temperatuur *Välisõhu rõhk *Detonatsioon
Seejärel analoogsignaal digitaliseeritakse ja saadetakse dekoodrile. Erinevad lugejad Vöötkoodilugejad võib jagada kolmeks: Pliiatslugejad CCD-lugejad Laserlugejad Pliiatslugejaga koodi lugemiseks tuleb lugeja vedada üle koodi. CCD-lugejaga (Charge Coupled Device) pole lugeja üle koodi vedamine vajalik- lugeja valgustab koodi kogu ulatuses. Laserlugeja liigutab ise laserkiirt üle koodi. Pliiatslugejad Pliiatslugejas kasutatakse sensorina fotodioodi. Valgusallikaks võib olla nii infrapunaseid kiiri, kui nähtavaid punaseid valguskiiri väljastav valgusdiood ehk LED (Light Emitting Diode). Nähtava valguse eeliseks on kindlasti tagasiside lugejaga töötajale, kes võib veenduda, et lugeja on tööreziimis. Infrapunase valgusallikaga lugejad on kanõudlikumad koodivalmistamise materjalide suhtes. Samas on aga infrapunast kiirt sobivam kasutada määrdunud (näiteks õliste) või spetsiaalse tumeda turvakihiga kaetud koodide lugemiseks.
nii pöörlemissagedusega võrdelise sammpinge (ristkülik) signaali. 15 ProDiags 5.4. Rooliratta pöördenurga andur: Joonisel on kujutatud Citroeni optilist andurit, mille tööpõhimõte seisneb fotodioodi omadusel valguse toimel avaneda. Led-diood on valgusallikas ja ketas katkestab valgusvoo. Kui ketta avad satuvad Led-dioodi ja fotodioodiga ühele joonele, muutub fotodiood juhtivaks ja maandab juhtploki signaaliklemmid (pinge langeb
Photodiode 5.6. Fotodiood Fotodiood on pooljuhtdiood, mis on konstrueeritud nii, et on võimalik valguse pääs p-n-siirde tsooni ehk täpsemalt tõkkekihti. Tõkkekihti sattunud valguskvandid tekitavad oma energia toimel seal voolukandjate - elektronide ja aukude - paare. Tekkinud laengukandjate paarid sattuvad tõkkekihis seal mõjuva elektrivälja toime alla ja selle mõjul liiguvad augud pooljuhi p-ossa ja elektronid n-ossa. Fotodioodi skemaatiline konstruktsioon on toodud joonisel 5.4. JOONIS 5.4. Nimetatud laengukandjate liikumise tulemusena tekkib fotodioodi klemmidel valgustustugevusest sõltuv elektromotoorjõud. See on fotodioodi generaatori ehk foto- elemendi reziim, mida kasutatakse fotoelementides ja päikesepatareides. Automaatikas kasutatakse fotodioodi generaatorireziimi harva, kuna tal on suur inerts. Kui pingestada fotodiood vastupingega, tekib fotodioodi reziim, kus dioodi
3. 15 JOONIS 2.3. 2.6. Fotodiood (Photodiode) Fotodiood on pooljuhtdiood, mis on konstrueeritud nii, et on võimalik valguse pääs P-N- siirde tsooni ehk täpsemalt tõkkekihti. Tõkkekihti sattunud valguskvandid tekitavad oma energia toimel seal voolukandjate - elektronide ja aukude paare. Tekkinud laengukandjate paarid sattuvad tõkkekihis seal mõjuva elektrivälja toime alla ja selle mõjul liiguvad augud pooljuhi P-ossa ja elektronid N-ossa. Fotodioodi skemaatiline konstruktsioon on joonisel 2.4. JOONIS 2.4. Nimetatud laengukandjate liikumise tulemusena tekkib fotodioodi klemmidel valgustustugevusest sõltuv elektromotoorjõud. See on fotodioodi generaatori ehk foto- elemendi reziim, mida kasutatakse fotoelementides ja päikesepatareides. Automaatikas kasutatakse fotodioodi generaatorireziimi harva, kuna tal on suur inerts.
3. JOONIS 2.3. 2.6. Fotodiood (Photodiode) Fotodiood on pooljuhtdiood, mis on konstrueeritud nii, et on võimalik valguse pääs P-N-siirde tsooni ehk täpsemalt tõkkekihti. Tõkkekihti sattunud valguskvandid tekitavad oma energia toimel seal voolukandjate - elektronide ja aukude paare. Tekkinud laengukandjate paarid sattuvad tõkkekihis seal mõjuva elektrivälja toime alla ja selle mõjul liiguvad augud pooljuhi P-ossa ja elektronid N-ossa. Fotodioodi skemaatiline konstruktsioon on joonisel 2.4. JOONIS 2.4. Nimetatud laengukandjate liikumise tulemusena tekkib fotodioodi klemmidel valgustustugevusest sõltuv elektromotoorjõud. See on fotodioodi generaatori ehk fotoelemendi reziim, mida kasutatakse fotoelementides ja päikesepatareides. Automaatikas kasutatakse fotodioodi generaatorireziimi harva, kuna tal on suur inerts.
13 Niisugust optoelektronseadist, mis koosneb kiirgusallikast ja sellega optiliselt si- destatud kiirgusvastuvõtjast, nimetatakse optroniks ehk optiliseks paariks [5]. Optilisi paare kasutatakse väga laialdaselt erinevate probleemide lahendamiseks. Kiirgusallikana võidakse kasutada LED elemente või infrapuna dioode. Alljärgnevalt on esitatud vastav väljavõte tarkvarakeskkonnast L@Bsoft. 14 Kiirgusvastuvõtjana võib kasutada näiteks fotodioodi või fototransistorit. Järgnevalt on esitatud sellekohane väljavõte tarkvarakeskkonnast L@Bsoft. Järgnevalt sooritati eksperiment, kus erinevatest materjalidest kalibreerimisplaate asetati optoandurist ~40 mm kaugusele. Andur edastas signaali iga kalibreerimis-plaadi korral. Tulemusi iseloomustab ka allolev väljavõte. 15 Katsetes kasutatav andur tuvastas praktiliselt kõiki materjale. Raskusi võib tekkida musta või mustadena tunduvate materjalidega
Erinevatesse osadesse liikunud laengute toimel tekib klemmidel potentsiaalide erinevusel pinge. See juures, mida suurem on siirdele langev valgus voog seda suurem on klemmidevaheline pinge. Kirjeldatud viisil töötab päikese patarei, mida nimetatakse fotodioodi generaatori reziimiks. Kui rakendada fotodioodile vastupingeline pingeallikas, mille pluss on ühendatud N-osaga ja miinus P-osaga, siis eelneva reziimiga võrreldes tugevneb tõkkekihis elektriväljas, tõkkekiht laieneb ja valguskvantide neeldumise tõenäosus suureneb. Tulemusena tekkib rohkem laengukandjaid, kuna meil on vastusuuna reziim, siis tekkib valgustusest sõltuv vastuvool, milline on seda suurem , mida
b c fotomuunduri reziim. Valgustatud diood: 0 a foto E.M.J., 0 b lühisevool. Tundlikkus: I/: [mA/Lm]; SSi 3, SGe 20 44 Fotomuunduri reziimis rakendatakse fotodioodile vastupinge, mis on tunduvalt kõrgem, kui foto E.M.J. ja pn-siirde valgustamisel potentsiaaltõkke kõrgus praktiliselt ei muutu. Selle tagajärjel jää- vad kõik vabanenud ja pn-siirde välja poolt eraldatud laengud fotodioodi. Seega fotodioodi selles reziimis pärivool puudub. Fotodioodi pimekarakteristik ei erine pooljuhtdioodi vastavas pinge- voolu tunnusjoonest ja läbib koordinaatide alguspunkti. Sel juhul läbib pn-siiret vool, mis tekib vähemuslaengukandjate liikumisest välispinge toimel. Valgustustiheduse tugevnemisel vastuvool kasvab, sest suureneb pooljuhi aatomite ionisatsioonist tekkinud laengukandjate hulk. Fotodiood töötab selles reziimis nagu pooljuhtdiood, mille vastuvoolu tüürib valgus. .........................
juhis. Halli tajureid kasutatakse magnet- ja elektriväljade tugevuse mõõtmisel. Kuna vooluga juhi poolt tekitatud magnetvälja tugevus on võrdeline vooluga, kasutatakse Halli tajureid ka vooluandurites. Piesotajurid - töö põhineb otsesel piesoefektil, mille korral välise jõu toimel tekib piesomaterjali pinnal elektripotentsiaal. Fototajurid - töö põhineb mitmesugustel fotoelektrilistel nähtustel, mida põhjustab nähtav või infrapunane elektromagnetkiirgus. Kasutatakse fotodioodi, fototransistori, fototakistit. Keelkontakttajurid – diskreetse toimega magnetväljale reageerivad tajurid. Keelkontaktid asuvad inertse gaasiga, nt. argooniga, täidetud hermeetilises klaaskestas. Bimetalltajur – kaks erinevat soojuspaisumisega metalli on omavahel pikuti seotud ning selle tulemusena temperatuuri muutumisel kaardub bimetall väiksema soojuspaisumisega metalli suunas. 82. Küsimusi labortöödest.
11. pn-siirde ehitus ja vool. muuda] Elektronide ja aukude rekombineerumine ja vabadest laengutest tühja ala tekkimine siirde piirkonnas. Sisemise elektrivälja tekkepõhjus ja suund siirdes, selle mõju laengute liikumisele läbi siirde. Vastupinge ja vastuvool. Päripinge ja pärivool. Vastuvoolu sõltuvus temperatuurist. Dioodi voltamperkarakteristiku graafik, voolu ja pinge vahelise seose avaldis. Fotodioodi ehitus ja pingestamine, laengute liikumine dioodi valgustamisel. Valgusdiood, selle pingestamine. Laengute liikumine valgusdioodis ja selle kiirguslik rekombinatsioon. Kiirguse intensiivsuse sõltuvus voolust. Optroni ehitus ja kasutamine. Räni legeerimisel lisatakse talle kas doonoreid (elektrone rohkem, kui ränil) või aktseptoreid (elektrone vähem, kui ränil). Kuna räni on suuteline moodustama sideme 4 aatomiga, siis doonoraatomiga sideme moodustamisel jääb üks (viies) elektron
annaabi.ee 
