ثنائي ضوئي

ثنائي ضوئي
ثلاث ديودات سيلكون و ديود جرمانيوم في الأعلى
النوع ثنائي مساري شبه موصل  [لغات أخرى]‏،  ومحـوال،  وأداة إلكترونية بصرية  [لغات أخرى]‏  تعديل قيمة خاصية (P279) في ويكي بيانات
الرمز الإلكتروني

الثنائي الضوئي (بالإنجليزية: Photodiode)‏ في الكهروضوئية هو نبيطة تستعمل في تحويل الضوء إلى كهرباء.[1][2][3] ويستعمل في الدوائر الكهروضوئية كمستقبل إشارة. لكن في المستقبل، ربما يفقد الثنائي الضوئي وظيفته في حال دخلت الدوائر الضوئية سوق العمل، حيث ستزيح الدوائر الإلكترونية عن طريقها وبالتالي تلتغي الحاجة إلى تحويل الإشارة الضوئية إلى كهربائية، لإن الإرسال والاستقبال والمعالجة ستكون ضوئية خالصة.

التمييز بين الثنائي الضوئي والخلية الشمسية

بما أن الثنائي الضوئي يحول الضوء (الموجات الكهرومغناطيسية إن تحرينا الدقة) إلى كهرباء. فإنه في ذلك كالخلايا الشمسية التي تحول الطاقة الضوئية القادمة من الشمس إلى طاقة كهربائية. فهما، أي الثنائي الضوئي والخلية الشمسية، يقومان بنفس العمل ويتشاركان نفس المبدأ. بل أن ذات النبيطة يمكن أن تعمل تارة كثنائي ضوئي وتارة كخلية شمسية. لكن الاختلاف يكمن في خصلتين.

مجال العمل

مجال العمل. فالثنائي الضوئي يعمل في مجال الإتصالات ومعالجة الإشارات فيحول الإشارات الضوئية إلى كهربائية، بينما تشغل الخلايا الشمسية وظيفة توليد الكهرباء عن طريق تحويل الطاقة الشمسية إلى كهربائية، لذا تستعمل هذه النبيطة ككاشف ضوئي أكثر منه محول طاقة.

التشغيل

يعمل الثنائي الضوئي تحت وضع التشغيل العكسي (الانحياز العكسي), بينما تترك الخلية الشمسية دون تشغيل (دون تسليط جهد عليها), لانها واجبها توليد الكهرباء وليس استهلاكه.

مبدأ العمل

يقوم مبدأ هذه النبيطة على المفعول الكهروضوئي, فحين يسقط شعاع الضوء على النبيطة وتحديدا على منطقة العزل المكشوفة، فإن الفوتونات إذا امتلكت طاقة كافية لتجاوز فجوة النطاق فإنها تمنح طاقتها للإلكترون ليتمكن من كسر الرابطة التساهمية ويقفز من نطاق التكافؤ إلى نطاق التوصيل, بدوره سيخلف هذا الإلكترون فجوة إلكترونية ما يؤدي بالنهاية إلى مرور تيار مستمر بفضل ثنائي إلكترون-فجوة.

تتم عملية منح الطاقة بواسطة التآثر الكهرومغناطيسي, ويمكن التوصل إلى تركيز تلكم الإلكترونات والفجوات التي ستشكل التيار الضوئي عن طريق دراسة كثافة المستويات في نطاقي التكافؤ والتوصيل لتحديد الأماكن الشاغرة في كلا النطاقين ومن ثم تعيين الطاقة الضوئية الساقطة لكل فوتون عن طريق:

طاقة الفوتون = ثابت بلانك * التردد

بعد ذاك يجري الاستعانة بإحصاء فيرمي ديراك لتحديد احتمالية أن يقوم الإلكترون بتلقف طاقة الفوتون الساقط بما يعينه على تخطي فجوة النطاق والوصول لذلك المكان الشاغر.

استعمالاته

تستعمل الثنائيات الضوئية كجهاز استقبال في الإتصالات الضوئية, يقوم بتلقف الإشارة الضوئية المحملة بالمعلومات والمنبعثة من مصدر ضوئي مثل الليزر أو الثنائي المضيء عبر الألياف الضوئية أو من خلال توجيه شعاع ساقط، ويتولى تحويلها إلى تيار مستمر محمل بذات المعلومات. ويمكن للثنائي الضوئي العمل في كافة النطاقات المستعملة في الاتصالات الضوئية مثل نطاق الأشعة المرئية أو الأشعة تحت الحمراء.

لتحويل الإشارة الضوئية إلى إشارة كهربائية يتم أولا تشغيل النبيطة على الوضع العكسي لسببين، الأول لمنع مرور تيار كهربائي داخلها باستثناء تيار النقع وتتفرغ النبيطة لنقل تيارالتحويل (يسمى أيضا تيار ضوئي). الثاني لتوسيع منطقة العزل بين قطبي الوصلة، لكي يسقط الضوء على منطقة أوسع فيتحسن الأداء طرديا.

لكن رغم ذلك، تسهم عملية التحويل هذه في فقد بعض المعلومات، وتختلف كمية الفقد حسب تركيب النبيطة ذاتها، ففي حال كانت النبيطة مركبة من وصلة ثنائية بحتة ((ثنائي تقليدي)) فإن تيار النقع الجاري دوما في النبيطة يتسبب في انخفاض دقة تحويل وزيادة الفقد بسبب التشويش, حيث يتداخل تيار النقع الذي لا يحمل أي معلومة مع تيار التحويل المحمل بالمعلومات وربما طغى عليه، الأمر الذي يهبط بنسبة الإشارة إلى التشويش إلى مستويات متدنية لا يمكن من خلالها استبيان المعلومة وقرائتها بشكل سليم.

يطلق على هذا التيار ((تيار الظلام)) لإنه يجري داخل النبيطة سواء سقط ضوء أم لم يسقط، ولحل معضلته، يتم تقليص أثر تيار النقع الداخلي بإحدى وسيلتين، إما تقليل التيار أو تكبير الإشارة:

الطريقة الأولى

تتم عن طريق اللجوء إلى إيجاد منطقة عزل بين القطبين الموجب والسالب بواسطة تقليل كمية التشويب, وخلال التشغيل العكسي تتسع منطقة العزل بدورها فتقل كمية تيار النقع ويتحسن الاستقبال. تدعى هذه الوصلة المعدلة بوصلة ثلاثية.

الطريقة الثانية

باستعمال ثنائي تأثلي يقوم بمضاعفة قوة الإشارة أكثر من مرة باستخدام خاصية توجد لدى العوازل والنبائط يطلق عليها ((انهيار تأثلي)) وهي مشابهة في تأثيرها لكرة الثلج حين تتدحرج وسط انهيار ثلجي حيث يتضخم حجمها بسرعة.

صناعته ومواده

يصنع الثنائي الضوئي مثل بقية الثنائيات، إما من السيليكون أو من زرنيخيد غاليوم ثلاثي أو من زرنيخيد إنديوم غاليوم.

المادة (الطول الموجي بالنانومتر (nm)
السيليكون 190 - 1100
جرمانيوم 800 - 1700
زرنيخيد الغاليوم 800 – 2600

مراجع

  1. ^ Riordan, Michael؛ Hoddeson, Lillian (1998). Crystal Fire: The Invention of the Transistor and the Birth of the Information Age. ISBN:9780393318517. مؤرشف من الأصل في 2022-06-04.
  2. ^ Investigation of radiation effects on semiconductor devices and integrated circuits, DNA-TR-88-221 نسخة محفوظة 14 مارس 2020 على موقع واي باك مشين.
  3. ^ "Photodiode Application Notes – Excelitas – see note 4" (PDF). مؤرشف من الأصل (PDF) في 2014-11-13.

Read other articles:

Come leggere il tassoboxIctaluridi Ameiurus catus (in alto) Ictalurus punctatus e Pylodictis olivaris (in basso) Classificazione scientifica Dominio Eukaryota Regno Animalia Phylum Chordata Subphylum Vertebrata Superclasse Gnathostomata Classe Actinopterygii Superordine Ostariophysi Ordine Siluriformes Famiglia IctaluridaeGill, 1861 La famiglia Ictaluridi (Ictaluridae Gill, 1861) comprende 51 specie di pesci d'acqua dolce noti in italiano con il nome di pesci gatto, appartenenti all'ordine S...

 

 

Pemilihan umum Presiden Uni Soviet 199014 Maret 19901.878 dari 2.245 Deputi Rakyat Uni Soviet665 untuk menangKandidat   Calon Mikhail Gorbachev Partai Partai Komunis Uni Soviet Negara bagian RSFS Rusia Suara elektoral 1.329 Persentase 72.9 Peta persebaran suara   Mikhail Gorbachev   Menentang   Suara kosong atau tak sah Presiden terpilih Mikhail Gorbachev Partai Komunis Uni Soviet Pemilihan presiden diadakan di Uni Soviet pada 14 Maret 1990 untuk ...

 

 

Wakil Bupati BangkalanCipta Indra Çakti DharmaPetahanaLowongsejak 9 Desember 2022Masa jabatan5 tahunDibentuk2003Pejabat pertamaMohammad DongSitus webwww.bangkalankab.go.id Berikut ini adalah daftar Wakil Bupati Bangkalan dari masa ke masa. No Wakil Bupati Mulai Jabatan Akhir Jabatan Prd. Ket. Bupati 1 Muhammad Dong 2003 2008 1   R. K. H.Fuad Amin Imron 2 K. H.Syafik Rofi'i 2008 2013 2   3 K. H.Mondir Rofi'i 4 Maret 2013 4 Maret 2018 3 [Ket. 1] Muh. Makmun Ibnu Fuad Jab...

American politician and labor union official Laphonza ButlerOfficial portrait, 2023United States Senatorfrom CaliforniaIncumbentAssumed office October 1, 2023Serving with Alex PadillaAppointed byGavin NewsomPreceded byDianne Feinstein Personal detailsBornLaphonza Romanique Butler (1979-05-11) May 11, 1979 (age 44)Magnolia, Mississippi, U.S.Political partyDemocraticSpouseNeneki LeeChildren1EducationJackson State University (BA)SignatureWebsiteSenate website Laphonza Butler's v...

 

 

County in Missouri, United States County in MissouriPike CountyCountyThe Pike County Courthouse in Bowling GreenLocation within the U.S. state of MissouriMissouri's location within the U.S.Coordinates: 39°20′N 91°10′W / 39.34°N 91.17°W / 39.34; -91.17Country United StatesState MissouriFoundedDecember 14, 1818Named forZebulon M. PikeSeatBowling GreenLargest cityBowling GreenArea • Total685 sq mi (1,770 km2) • Land...

 

 

أجندة عليها التاريخ الهجري الشمسي بالعربية اليوم هو الجمعة 5 أبريل 2024م 26 رمضان 1445 هـ 17 حمل 1403 (هـ ش) التقويم الهجري الشمسي (بالأردية: شمسی ہجری تقویم، بالفارسية: گاه‌شمار هجری خورشیدی، بالبشتونية: لمريز لېږدیز کلیز) ويسمى أيضا التقويم الجلالي نسبةً لجلال الدولة ملك شاه سلطا�...

Cet article est une ébauche concernant la médecine. Vous pouvez partager vos connaissances en l’améliorant (comment ?) selon les recommandations des projets correspondants. Ictère conjonctival et cutané lié à une hyperbilirubinémie. L'hyperbilirubinémie est une augmentation de la concentration de la bilirubine dans le sang. Elle peut être causée par le syndrome de Gilbert, observée lors de maladies du foie (hépatite toxique ou virale, cirrhose, etc.), de maladies des voie...

 

 

Kitchen knife originating in Japan This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Santoku – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (June 2023) (Learn how and when to remove this message) Santoku knife Western-style Santoku knife with scalloped blade (Granton edge) Santoku knives with molybdenum vanadiu...

 

 

AllerL'Aller canalizzato nel Drömling presso Wolfsburg-VorsfeldeStato Germania Länder Sassonia-Anhalt Bassa Sassonia Lunghezza260 km Portata media118 m³/s[1] Bacino idrografico15 700 km²[1] Altitudine sorgente130 m s.l.m. NasceEggenstedt, Magdeburg Börde AffluentiLeine SfociaWeser, nei pressi di Verden Mappa del fiume Modifica dati su Wikidata · Manuale L'Aller è un fiume della Germania lungo 211 chilometri, che nasce ad ovest di Magdeburgo nella Sassonia...

This article has multiple issues. Please help improve it or discuss these issues on the talk page. (Learn how and when to remove these template messages) The topic of this article may not meet Wikipedia's general notability guideline. Please help to demonstrate the notability of the topic by citing reliable secondary sources that are independent of the topic and provide significant coverage of it beyond a mere trivial mention. If notability cannot be shown, the article is likely to be merged,...

 

 

  「俄亥俄」重定向至此。关于其他用法,请见「俄亥俄 (消歧义)」。 俄亥俄州 美國联邦州State of Ohio 州旗州徽綽號:七葉果之州地图中高亮部分为俄亥俄州坐标:38°27'N-41°58'N, 80°32'W-84°49'W国家 美國加入聯邦1803年3月1日,在1953年8月7日追溯頒定(第17个加入联邦)首府哥倫布(及最大城市)政府 • 州长(英语:List of Governors of {{{Name}}}]]) •&...

 

 

هنودمعلومات عامةنسبة التسمية الهند التعداد الكليالتعداد قرابة 1.21 مليار[1][2]تعداد الهند عام 2011ق. 1.32 مليار[3]تقديرات عام 2017ق. 30.8 مليون[4]مناطق الوجود المميزةبلد الأصل الهند البلد الهند  الهند نيبال 4,000,000[5] الولايات المتحدة 3,982,398[6] الإمار...

1991 Japanese animated film This article's lead section may be too short to adequately summarize the key points. Please consider expanding the lead to provide an accessible overview of all important aspects of the article. (May 2016) Roujin ZTheatrical release posterDirected byHiroyuki KitakuboWritten byKatsuhiro OtomoProduced byYasuhito NomuraYasuku KazamaYoshiaki Motoya[1]CinematographyHideo Okazaki[1]Edited byEiko Nishide[1]Music byBun Itakura[1]Productionco...

 

 

Kaiserslautern rural district of Rhineland-Palatinate Tempat Negara berdaulatJermanNegara bagian di JermanRheinland-Pfalz NegaraJerman Ibu kotaKaiserslautern PendudukTotal104.443  (2014 )GeografiLuas wilayah639,85 km² [convert: unit tak dikenal]Ketinggian267 m Berbatasan denganKaiserslautern Kusel Donnersbergkreis Bad Dürkheim Südwestpfalz Saarpfalz Organisasi politikAnggota dariLandkreistag Rheinland-Pfalz District association Palatinate Informasi tambahanZona waktuUTC+1 UTC+2 K...

 

 

Частина серії проФілософіяLeft to right: Plato, Kant, Nietzsche, Buddha, Confucius, AverroesПлатонКантНіцшеБуддаКонфуційАверроес Філософи Епістемологи Естетики Етики Логіки Метафізики Соціально-політичні філософи Традиції Аналітична Арістотелівська Африканська Близькосхідна іранська Буддій�...

مستشفى الملك سلمان للقوات المسلحة معلومات عامة الموقع قيادة المنطقة الشمالية الغربية  الدولة السعودية  الاسم نسبة إلى سلمان بن عبد العزيز آل سعود  تاريخ الافتتاح الرسمي 12 أغسطس 1980  المالك القوات المسلحة السعودية  الاستعمال الحالي مستشفى عسكري  تعديل مصدري...

 

 

Die Estnische Apostolische Orthodoxe Kirche (estnisch Eesti Apostlik-Õigeusu Kirik, kurz: EAÕK/deutsch EAOK) ist eine orthodoxe Kirche in Estland. Sie untersteht dem Ökumenischen Patriarchat von Konstantinopel als autonome Kirche. Sie ist nicht identisch mit der Estnisch-Orthodoxen Kirche des Moskauer Patriarchats (estnisch Moskva Patriarhaadi Eesti Õigeusu Kirik, kurz: MPEÕK). Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Aktuelle Situation 3 Literatur 4 Weblinks 5 Einzelnachweise Geschichte Im sei...

 

 

Welsh theologian (1817–1870) Not to be confused with the archbishop and theologian Rowan Williams (born 1950). Rowland Williams Reverend Professor Rowland Williams Rowland Williams (16 August 1817 – 18 January 1870) was a Welsh theologian and educationalist. He was vice-principal and Professor of Hebrew at St David's College, Lampeter, from 1849 to 1862 and one of the most influential theologians of the nineteenth century. He supported biblical criticism and pioneered comparative reli...

Artikel utama: Ketua Verkhovna Rada Berikut adalah daftar Ketua Majelis Agung Soviet (Verkhovna Rada dalam bahasa Ukraina) Republik Sosialis Soviet Ukraina (1938–1991) dan Ketua Verkhovna Rada Ukraina (sejak tahun 1991). Daftar ketua Ketua Majelis Agung Soviet Republik Sosialis Soviet Ukraina (1938–1991) No. Foto Nama Masa Jabatan Partai Politik Pemilihan Umum Wakil Ketua Pertama Wakil Ketua Kedua 1 Mykhailo Burmystenko 25 Juli 1938 9 September 1941 Komunis (Bolshevik) 1938 2 Oleksandr Ko...

 

 

Loop of rope used as restraint For other uses, see Lasso (disambiguation). Lariat and Reata redirect here. For other uses, see Lariat (disambiguation) and Reata (disambiguation). This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Lasso – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (November 2013) (Learn how and...