Yarı İletkenli Elektronik Devre Elemanları - Foto Diyot

8 - Foto Diyot:

Foto diyotlar ters polarma altında kullanılırlar. Doğru polarmada normal diyotlar gibi iletken, ters polarmada ise n ve p maddelerinin birleşim yüzeyine ışık düşene kadar yalıtkandır. Birleşim yüzeyine ışık düştüğünde ise birleşim yüzeyindeki elektron ve oyuklar açığa çıkar ve bu şekilde foto diyot üzerinden akım geçmeye başlar. Bu akımın boyutu yaklaşık 20 mikroamper civarındadır. Foto diyot televizyon veya müzik setlerinin kumanda alıcılarında kullanılır.

Foto Diyot

Foto diyot ışık enerjisiyle iletime geçen diyottur.

Foto diyotlara polarma geriliminin uygulanışı normal diyotlara göre ters yöndedir. Yani anoduna negatif
(-), katoduna pozitif (+) gerilim uygulanır.

Sembolü:

Başlıca foto diyotlar şöyle sıralanır:

- Germanyum foto diyot
- Simetrik foto diyot
- Schockley (4D) foto diyodu

1. Germanyum FotoDiyot

Şekil 3.26 - Germayum Foto diyot

Aslı alaşım yoluyla yapılan bir NP jonksiyon diyotudur. Cam veya metal bir koruyucu içerisine konularak iki ucu dışarıya çıkartılır. (Şekil 3.26). 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.

Foto Diyodun Çalışma Prensibi

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 3.27 '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.

Şekil 3.27 - Foto diyodun çalışması

- Yapısal gösterimi
- Sembolik gösterimi

2. Simetrik FotoDiyotlar

Alternatif akım devrelerinde kullanılmak üzere, Şekil 3.28 'de görüldüğü gibi NPN veya PNP yapılı simetrik fotodiyotlar da üretilmektedir.

Şekil 3.28 - Simetrik foto diyot

Işığa Duyarlı Diyotların Kullanım Alanları:

Uzaktan kumanda, alarm sistemi, sayma devreleri, yangın ihbar sistemleri, elektronik hesap makineleri,  gibi çeşitli konuları kapsamaktadır.

Şekil 3.29 'da ışığa duyarlı elemanların, foto elektrik akımının (Iph) ışık şiddetine göre değişimleri verilmiştir.

Şekil 3.29 - Çeşitli ışığa hassas elemanların akımlarının ışık şiddeti ile değişimleri