Fotodiode pret fototranzistoru: atšķirība un salīdzinājums

Atslēgas

1. Fotodiodes pārvērš gaismu strāvā, fototranzistori pārvērš gaismu spriegumā.
2. Fotodiodēm ir lielāks ātrums un precizitāte, fototranzistori ir jutīgāki un pastiprina signālus.
3. Fotodiodes labi darbojas digitālajām shēmām, fototranzistori analogajām shēmām.

Kas ir fotodiode?

Fotodiode ir pusvadītāju ierīce, kas palīdz ģenerēt strāvu, reaģējot uz gaismu. Šīs pusvadītāju ierīces primārais pielietojums tiek izmantots optiskajos sakaros, gaismas noteikšanā, gaismas uztveršanā elektroniskās ierīcēs utt. Fotodiodes dizains ir pn savienojuma kombinācija. 

Fotodiodē, kad gaisma ietriecas diodes pusvadītāja materiālā, tā savienojuma reģionā ģenerē elektronu caurumu pārus. Šo visu procesu sauc par fotoelektrisko efektu. 

Fotodiodes galvenā iezīme ir tās spēja parādīt augstu jutību pret gaismu. Tie ir vislabāk pazīstami ar savu ātro reakcijas laiku un labu trokšņu jutīgumu. 

Kas ir fototranzistors?

Fototranzistors ir cita veida pusvadītāji, kas palīdz kontrolēt strāvu, reaģējot uz gaismu. Šīs pusvadītāju ierīces galvenā funkcija ir optiskie slēdži, gaismas sensors, optiskie sakari utt. Fototranzistora dizains sastāv no integrēta tranzistora un fotodiodes.

Fototranzistors ietver fotodiodi, gaismas jutīgu apgabalu, un ir integrēts bāzes kolektora savienojumā. Tātad, gaismai nonākot pusvadītājā, kas modulē bāzes strāvu, rodas elektronu caurumu pāri. Bāzes strāvas vadības ierīces rada pastiprinātu signālu.

Fototranzistora galvenā funkcija ir pastiprināt gaismas radītos elektriskos signālus. Fototranzistoru reakcijas laiks ir lēns. 

Atšķirība starp fotodiodi un fototransistoru

1. Fotodiode ir ierīce, kas palīdz radīt strāvu, reaģējot uz gaismu. Turpretim, no otras puses, fototranzistors ir definēts kā ierīce, kas kontrolē strāvu, reaģējot uz gaismu.
2. Fotodiodes struktūra ir pn savienojuma kombinācija, savukārt fototranzistora struktūra sastāv no integrēta tranzistora un fotodiodes.
3. Fotodiodes galvenā funkcija ir gaismas enerģijas tūlītēja pārvēršana elektriskajā strāvā. Tajā pašā laikā fototranzistora galvenā funkcija ir nekavējoties pārveidot gaismas enerģiju elektriskajā strāvā, bet ar pastiprinājumu.
4. Fotodiodes jutība pret gaismu ir salīdzinoši augsta, savukārt fototranzistora jutība pret gaismu ir mērena.
5. Fotodiode nepastiprina strāvu, bet fototranzistori pastiprina strāvu.
6. Fotodiodes reakcijas laiks ir ātrs, un fototranzistoram reakcijas laiks ir lēns.
7. Ņemot vērā ķēdes sarežģītību, fotodiodei ir vienkārša shēma, savukārt fototranzistoram ir sarežģīta ķēde.
8. Fotodiode galvenokārt tiek izmantota optiskajos sakaros, gaismas noteikšanā, gaismas uztveršanā elektroniskajās ierīcēs utt. No otras puses, fototranzistoru galvenokārt izmanto optiskajos slēdžos, gaismas uztverē, optiskajos sakaros utt.
9. Fotodiodes enerģijas patēriņš ir zems, savukārt fototranzistora enerģijas patēriņš ir augsts.
10. Fotodiodes izejas signāls ir tāds, ka strāva ir proporcionāla krītošās gaismas intensitātei. Turpretim šis fototranzistors dod izejas signālu, ka strāva ir proporcionāla krītošās gaismas intensitātei papildus pastiprināšanai.

Fotodiodes un fototransistoru salīdzinājums

Salīdzināšanas parametrs	fotodiode	Fototransistors
Definīcija	Ierīce, kas palīdz ģenerēt strāvu, reaģējot uz gaismu	Ierīce, kas kontrolē strāvu, reaģējot uz gaismu
struktūra	pn krustojums	Integrēts tranzistors un fotodiode
Darbība	Tas palīdz gaismas enerģiju uzreiz pārvērst elektriskajā strāvā	Tas palīdz gaismas enerģiju uzreiz pārvērst elektriskajā strāvā, bet ar pastiprinājumu
Jutība pret gaismu	augsts	mērens
Pastiprināšana	Vai nav	Pastipriniet strāvu
Reakcijas laiks	Ātri	Lēni
Ķēdes sarežģītība	Vienkāršs	Komplekss
iesniegums	Optiskā komunikācija, gaismas noteikšana, gaismas uztveršana elektroniskajās ierīcēs utt	Optiskie slēdži, gaismas sensors, optiskā komunikācija utt
Enerģijas patēriņš	Zems	augsts
Izejas signāls	Strāva ir proporcionāla krītošās gaismas intensitātei	Strāva ir proporcionāla krītošās gaismas intensitātei papildus pastiprināšanai

Atsauces

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

Pēdējo reizi atjaunināts: 23. gada 2023. augustā