 |
| الفرق بين الصمام الثنائي الضوئي والترانزستور الضوئي |
ما هو الفرق بين الثنائي الضوئي والترانزستور الضوئي؟
حتى نتعرف على أهم الاختلافات بينهما لابد لنا من معرفة كل واحد منهما على حدى.
ما هو الثنائي الضوئي؟
الثنائي الضوئي هو صمام ثنائي حساس للضوء يحول الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية وتم تصميم الثنائي الضوئي ليعمل في انحياز عكسي، وهي مصنوعة من السيليكون أو الجرمانيوم وهو جهاز تقاطع PN فردي يعمل على مبدأ التأثير الكهروضوئي.
يحتوي الثنائي الضوئي على بنية مشابهة مثل الصمام الثنائي العادي للوصل PN باستثناء أن الوصلة تتعرض للضوء. تستخدم عدسة لتركيز الضوء على التقاطع عندما يضرب الضوء التقاطع فإنه ينشئ زوجا من الثقوب الإلكترونية يتدفق في الاتجاه المعاكس نحو القطب الموجب والكاثود نتيجة لذلك يتدفق تيار يسمى التيار الكهروضوئي عبر الدائرة المتصلة.
مميزات الثنائي الضوئي Photodiode
- هو صمام تقاطع PN حساس للضوء.
- يحول الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية.
- له محطتان هما الأنود والكاثود.
- له هيكل مشابه مثل الصمام الثنائي العادي للوصل PN باستثناء الوصلة المكشوفة الحساسة للضوء.
- يمكن استخدامه في كل من التحيز الأمامي والخلفي.
- ينتج كلا من الجهد والتيار.
- يستخدم بشكل رئيسي في الخلايا الشمسية لتشغيل المعدات الكهربائية من الطاقة الشمسية.
ما هو الترانزستور الضوئي؟
الترانزستور الضوئي هو ترانزستور حساس للضوء يستخدم لتضخيم التيار الكهروضوئي الناتج عن تحويل الطاقة الضوئية، إنه جهاز ذو طرفين أو ثلاثة أطراف حسب التصميم يمكن أن يكون إما BJT (ترانزستور تقاطع ثنائي القطب) أو FET (ترانزستور تأثير المجال) مصنوع من ثلاث طبقات.
لديه ثلاث مناطق الباعث والمجمع ومنطقة القاعدة، تحتوي منطقة المجمع على مساحة كبيرة مقارنة بمنطقة BJT العادية، تتعرض منطقة القاعدة للضوء فيدخل الضوء إلى المنطقة الأساسية من خلال العدسة التي تركز الضوء أيضا فتصطدم جسيمات الفوتون بالموصل وتطلق زوج ثقب الإلكترون بسبب التأثير الكهروضوئي، يولد زوج ثقب الإلكترون تيارا أساسيا يتم تضخيمه بواسطة الترانزستور.
يعتمد الخرج أو تيار المجمع على التيار الأساسي الذي يعتمد حجمه على شدة الضوء لذلك ، فإن تيار المجمع يتناسب طرديا مع شدة الضوء الذي يصيب الترانزستور.
مميزات الترانزستور الضوئي
- إنه ترانزستور حساس للضوء يضخم التيار المتولد من الطاقة الضوئية.
- يحول الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية ويضخمها أيضا.
- لها محطتان أو ثلاث محطات حسب تصميمها.
- له هيكل مشابه للترانزستور إلا أنه يحتوي على منطقة قاعدية حساسة للضوء.
- إنه متصل فقط في التحيز الأمامي.
- له كسب حالي يضخم التيار المتولد من الضوء.
- نظرا لعامل التضخيم فإنه يتمتع بحساسية عالية جدا.
- يتطلب مصدر طاقة للعمل.
- يستخدم أساسا لاكتشاف أو استشعار شدة الضوء.
الاختلافات الرئيسية بين الثنائي الضوئي والترانزستور الضوئي Photodiode VS Phototransistor
- الثنائي الضوئي هو مكون من أشباه الموصلات يحول الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية، بينما الترانزستور الضوئي هو مكون من أشباه الموصلات يعمل على تضخيم التيار المتولد من الطاقة الضوئية.
- الثنائي الضوئي في الأساس صمام ثنائي تقاطع PN حساس للضوء مع فتحة أو تقاطع مكشوف للضوء، بينما الترانزستور الضوئي إنه في الأساس ترانزستور BJT حساس للضوء مع منطقة قاعدة مكشوفة.
- الثنائي الضوئي وهي مصنوعة من طبقتين من مادة أشباه الموصلات، بينما الترانزستور الضوئي وهي مصنوعة من 3 طبقات من مادة أشباه الموصلات.
- الثنائي الضوئي مصنع من تقاطع PN واحد، بينما الترانزستور الضوئي لها تقاطعان PN لتشكيل بنية NPN أو PNP .
- الثنائي الضوئي لديها محطتان فقط هما الأنود والكاثود، بينما الترانزستور الضوئي يحتوي على محطتين أو ثلاث محطات حسب التصميم.
- الثنائي الضوئي يمكن تكوينه في التحيز الأمامي والعكس، بينما الترانزستور الضوئي يتم استخدامه في التحيز إلى الأمام.
- الثنائي الضوئي إنه يحول الطاقة الضوئية إلى تيار كهربائي فقط، بينما الترانزستور الضوئي يضخم التيار باستخدام مصدر خارجي.
- الثنائي الضوئي لديها حساسية أقل مقارنة بالترانزستور الضوئي، بينما الترانزستور الضوئي بسبب عامل التضخيم فهو أكثر حساسية.
- الثنائي الضوئي لديها وقت استجابة سريع، بينما الترانزستور الضوئي تتميز بوقت استجابة أبطأ نسبيا.
- الثنائي الضوئي لا يتطلب مصدر طاقة للعمل، بينما الترانزستور الضوئي يتطلب مصدر طاقة مع انحياز مناسب للعمل.
- الثنائي الضوئي يولد التيار والجهد بينما الترانزستور الضوئي إنه يولد التيار فقط.
- الثنائي الضوئي أرخص من الترانزستور الضوئي.
- يتطلب الثنائي الضوئي دوائر تضخيم خارجية لتضخيم الإشارة ومعالجتها، بينما الترانزستور الضوئي يحتوي على على تضخيم ترانزستور مدمج مما يجعلها قادرة على توفير تيارات خرج أعلى.
- يستخدم الثنائي الضوئي لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية باستخدام الخلايا الشمسية ويستخدم أيضا لاستشعار الضوء في تطبيقات مثل اتصالات الألياف الضوئية وعداد الأجسام ..إلخ، بينما الترانزستور الضوئي يستخدم لاستشعار الضوء في أجهزة استشعار الضوء ويستخدم في تطبيقات في الطابعات والأقراص المدمجة وأجهزة التحكم عن بعد والمرحلات والروبوتات وما إلى ذلك..
المصادر
Difference Between Photodiode & Phototransistor
Difference Between Photodiode and Phototransistor