الثنائي الضوئي مقابل الترانزستور الضوئي: الفرق والمقارنة

الوجبات السريعة الرئيسية

1. تقوم الثنائيات الضوئية بتحويل الضوء إلى تيار، وتقوم الترانزستورات الضوئية بتحويل الضوء إلى جهد.
2. تتمتع الثنائيات الضوئية بسرعة ودقة أكبر، وتكون الترانزستورات الضوئية أكثر حساسية وتقوم بتضخيم الإشارات.
3. تعمل الثنائيات الضوئية بشكل جيد مع الدوائر الرقمية، والترانزستورات الضوئية للدوائر التناظرية.

ما هو الثنائي الضوئي؟

الثنائي الضوئي هو جهاز شبه موصل يساعد في توليد التيار استجابةً للضوء. يتم استخدام التطبيق الأساسي لجهاز أشباه الموصلات هذا في الاتصالات البصرية، واكتشاف الضوء، واستشعار الضوء في الأجهزة الإلكترونية، وما إلى ذلك. تصميم الثنائي الضوئي هو مزيج من وصلة pn. 

في الثنائي الضوئي، عندما يضرب الضوء مادة أشباه الموصلات في الصمام الثنائي، فإنه يولد أزواج ثقب الإلكترون في منطقة الوصلة. تُعرف هذه العملية الكاملة بالتأثير الكهروضوئي. 

الميزة الرئيسية للثنائي الضوئي هي قدرته على إظهار حساسية عالية للضوء. وهي معروفة بوقت استجابتها السريع وحساسيتها الجيدة للضوضاء. 

ما هو الترانزستور الضوئي؟

الترانزستور الضوئي هو نوع آخر من أشباه الموصلات يساعد في التحكم في التيار استجابةً للضوء. الوظيفة الأساسية لجهاز أشباه الموصلات هذا هي المفاتيح الضوئية، واستشعار الضوء، والاتصال البصري، وما إلى ذلك. ويتكون تصميم الترانزستور الضوئي من ترانزستور مدمج وصمام ثنائي ضوئي.

يشتمل الترانزستور الضوئي على صمام ثنائي ضوئي، ومنطقة حساسة للضوء، ومدمج في وصلة المجمع الأساسي. لذلك، يتم إنشاء أزواج ثقب الإلكترون عندما يضرب الضوء شبه الموصل، الذي يعدل التيار الأساسي. تؤدي الضوابط الحالية الأساسية إلى إشارة تضخيم.

الميزة الرئيسية للترانزستور الضوئي هي تضخيم الإشارات الكهربائية المولدة بالضوء. زمن استجابة الترانزستورات الضوئية بطيء. 

الفرق بين الثنائي الضوئي والترانزستور الضوئي

1. الثنائي الضوئي هو جهاز يساعد على توليد التيار استجابةً للضوء. في المقابل، على الجانب الآخر، يتم تعريف الترانزستور الضوئي على أنه جهاز يتحكم في التيار استجابةً للضوء.
2. هيكل الثنائي الضوئي هو مزيج من تقاطع pn، في حين، من ناحية أخرى، يتكون هيكل الترانزستور الضوئي من ترانزستور متكامل والصمام الثنائي الضوئي.
3. الوظيفة الأساسية للثنائي الضوئي هي تحويل الطاقة الضوئية مباشرة إلى تيار كهربائي. وفي الوقت نفسه، فإن الوظيفة الأساسية للترانزستور الضوئي هي تحويل الطاقة الضوئية مباشرة إلى تيار كهربائي ولكن مع التضخيم.
4. حساسية الثنائي الضوئي تجاه الضوء عالية نسبياً، في حين أن حساسية الترانزستور الضوئي تجاه الضوء معتدلة.
5. لا يقوم الثنائي الضوئي بتضخيم التيار، لكن الترانزستورات الضوئية تعمل على تضخيم التيار.
6. يكون زمن استجابة الثنائي الضوئي سريعًا، أما بالنسبة للترانزستور الضوئي، فإن زمن الاستجابة يكون بطيئًا.
7. بالنظر إلى مدى تعقيد دائرة الثنائي الضوئي، فإن الدائرة الضوئية لها دائرة بسيطة، في حين أن الترانزستور الضوئي له دائرة معقدة.
8. يستخدم الثنائي الضوئي في المقام الأول في الاتصالات البصرية، واكتشاف الضوء، واستشعار الضوء في الأجهزة الإلكترونية، وما إلى ذلك. ومن ناحية أخرى، يستخدم الترانزستور الضوئي في المقام الأول في المفاتيح البصرية، واستشعار الضوء، والاتصالات البصرية، وما إلى ذلك.
9. استهلاك الطاقة للثنائي الضوئي منخفض، في حين أن استهلاك الطاقة للترانزستور الضوئي مرتفع.
10. إشارة الخرج للثنائي الضوئي هي أن التيار يتناسب مع شدة الضوء الساقط. في المقابل، يعطي هذا الترانزستور الضوئي إشارة خرج تفيد بأن التيار يتناسب مع شدة الضوء الساقط بالإضافة إلى التضخيم.

مقارنة بين الثنائي الضوئي والترانزستور الضوئي

معلمة المقارنة	الضوئي	الترانزستور الضوئي
تعريف	جهاز يساعد على توليد تيار استجابة للضوء	جهاز يتحكم في التيار استجابة للضوء
الهيكلية	السندات الإذنية تقاطع	الترانزستور المتكامل والصمام الضوئي
عملية	يساعد في تحويل الطاقة الضوئية مباشرة إلى تيار كهربائي	يساعد في تحويل الطاقة الضوئية مباشرة إلى تيار كهربائي ولكن مع التضخيم
الحساسية تجاه الضوء	مرتفع	معتدل
توسيع	لا	هل تضخيم التيار
وقت الاستجابة	سريع	بطيء
تعقيد الدائرة	الاشارات	مجمع
تطبيق	الاتصالات البصرية، كشف الضوء، استشعار الضوء في الأجهزة الإلكترونية، الخ	المفاتيح البصرية، واستشعار الضوء، والاتصالات البصرية، وما إلى ذلك
استهلاك الطاقة	منخفض	مرتفع
إشارة الخرج	التيار يتناسب مع شدة الضوء الساقط	يتناسب التيار مع شدة الضوء الساقط بالإضافة إلى التضخيم

مراجع حسابات

1. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.6b06468
2. https://aapm.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/mp.14921

آخر تحديث: 23 أغسطس 2023