ما هو الثنائي الضوئي نرحب بكم أيها الطلاب الأعزاء في موقع أخبار تن نيوز الخاص بكم والذي يضم نخبة من الأساتذة والمعلمين لكافة المستويات الأكاديمية حيث نعمل معًا كوحدة واحدة.
نحن نبذل قصارى جهدنا لنضع بين يديك حلولاً نموذجية لجميع أسئلتك لمساعدتك على التفوق والنجاح.
الصمام الثنائي الضوئي في الخلايا الكهروضوئية هو جهاز يستخدم لتحويل الضوء إلى كهرباء. يتم استخدامه في الدوائر الكهروضوئية كمستقبل إشارة. لكن في المستقبل، قد يفقد الثنائي الضوئي وظيفته إذا دخلت الدوائر الضوئية سوق العمل، حيث سيتم إزاحة الدوائر الإلكترونية من خلالها، مما يلغي الحاجة إلى تحويل الإشارة الضوئية إلى كهربائية، لأن الإرسال والاستقبال والمعالجة سوف تكون بصرية بحتة.
محتويات
يميز بين الثنائي الضوئي والخلية الشمسية
نظرًا لأن الثنائي الضوئي يحول الضوء (الموجات الكهرومغناطيسية على وجه الدقة) إلى كهرباء. إنها مثل الخلايا الشمسية التي تحول الطاقة الضوئية من الشمس إلى طاقة كهربائية. إنهم، الثنائي الضوئي والخلية الشمسية، يقومون بنفس الوظيفة ويشتركون في نفس المبدأ. في الواقع، يمكن أن يعمل نفس الجهاز أحيانًا كديود ضوئي وأحيانًا كخلية شمسية. لكن الاختلاف يكمن في صفتين.
توظيف
توظيف. يعمل الثنائي الضوئي في مجال الاتصالات ومعالجة الإشارات، حيث يقوم بتحويل الإشارات الضوئية إلى كهربائية، بينما تعمل الخلايا الشمسية بوظيفة توليد الكهرباء عن طريق تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء، لذلك يتم استخدام هذا الجهاز كجهاز كشف ضوئي بدلاً من محول طاقة.
توظيف
يعمل الثنائي الضوئي تحت وضع التشغيل العكسي (انحياز عكسي)، بينما تترك الخلية الشمسية بدون تشغيل (دون بذل جهد عليها)، لأن من واجبها توليد الكهرباء وعدم استهلاكها.
لها العديد من المزايا مقارنة بوسائل الإضاءة المعتادة. استهلاكها للطاقة الكهربائية منخفض، يمكن تشغيلها ببطاريات صغيرة، وعمرها طويل، وتتحمل الصدمات، وهي صغيرة الحجم (لا تزيد أبعادها عن 5 مم). ومع ذلك، فهي لا تزال باهظة الثمن نسبيًا، حيث تتطلب مصدرًا كهربائيًا مستمرًا وأنظمة لتبديد الحرارة المنبعثة منها.
- هناك أنواع صغيرة منه تبعث الضوء في نطاق الأشعة تحت الحمراء وتستخدم في أجهزة التحكم عن بعد مثل أجهزة التلفزيون ومسجلات DVD.
- تحسن أداء مصابيح LED في السنوات الأخيرة، بحيث أصبحت تستخدم على نطاق واسع في السيارات، بينما كان استخدامها في الماضي يقتصر على استخدام المصابيح الصغيرة على ألواح مقصورة السيارة، فقد زادت قدرتها على استخدامها في مصابيح السيارة تضيء الطريق والإضاءة البعيدة، من خلال تجميع عدد كبير منها في حزمة باستخدام عدسات التركيز.
- تتمثل ميزة مصابيح LED المضيئة في أنها تحول 20٪ من الطاقة الكهربائية إلى ضوء مقارنة بمصابيح الفتيل السلكية العادية، حيث تقوم بتحويل 4٪ فقط من الكهرباء إلى ضوء والباقي مشتت على شكل حرارة.
ما هو الثنائي الضوئي
الثنائي الضوئي هو جهاز يساعد في تحويل الضوء إلى تيار كهربائي. مصنوعة من مادة أشباه الموصلات وتحتوي على تقاطع pn، وهي مصممة للعمل في انحياز عكسي. يتم إنتاج التيار في الثنائي الضوئي عندما يتم امتصاص الفوتونات ويتم أيضًا إنتاج كمية صغيرة من التيار في غياب الضوء. مع زيادة مساحة السطح، يكون للديودات الضوئية أوقات استجابة أبطأ. تم استخدام تقنية الثنائي الضوئي بنجاح وعلى نطاق واسع بسبب هيكلها البسيط وغير المكلف.
هناك أنواع مختلفة من الثنائيات الضوئية مثل
- PN Photodiode – هو النوع الأول من الثنائي الضوئي الذي يتم تطويره، ولكنه لا يستخدم على نطاق واسع مثل الأنواع الأخرى بسبب معلمات الأداء المحسّنة لأنواع أخرى من الديودات الضوئية
- Avalanche Photodiode – يوفر مستويات عالية جدًا من الكسب ولكنه يأتي بمستويات ضوضاء عالية
- الثنائي الضوئي PIN – أحد أكثر الثنائيات الضوئية استخدامًا، فهو يوفر سعة أقل ويجمع الفوتونات بكفاءة أفضل من الثنائيات الضوئية PN
- الثنائي الضوئي Schottly – استنادًا إلى الصمام الثنائي Schottky، يوفر سعة صغيرة للديود بالإضافة إلى قدرة فائقة السرعة