Photodiode và Phototransistor: Sự khác biệt và so sánh

Các nội dung chính

1. Photodiodes chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện, phototransistors chuyển đổi ánh sáng thành điện áp.
2. Photodiodes có tốc độ và độ chính xác cao hơn, phototransistors nhạy hơn và khuếch đại tín hiệu.
3. Photodiodes hoạt động tốt cho các mạch kỹ thuật số, phototransistors cho các mạch tương tự.

Photodiode là gì?

Photodiode là một thiết bị bán dẫn giúp tạo ra dòng điện phản ứng với ánh sáng. Ứng dụng chính của thiết bị bán dẫn này là sử dụng trong truyền thông quang học, phát hiện ánh sáng, cảm biến ánh sáng trong các thiết bị điện tử, v.v. Thiết kế của photodiode là sự kết hợp của một điểm nối pn. 

Trong photodiode, khi ánh sáng chiếu vào vật liệu bán dẫn của diode, nó sẽ tạo ra các cặp electron-lỗ trống trong vùng tiếp giáp. Quá trình hoàn chỉnh này được gọi là hiệu ứng quang điện. 

Tính năng chính của photodiode là khả năng hiển thị độ nhạy cao với ánh sáng. Chúng được biết đến nhiều nhất nhờ thời gian phản hồi nhanh và khả năng chống ồn tốt. 

Phototransistor là gì?

Phototransistor là một loại chất bán dẫn khác giúp điều khiển dòng điện phản ứng với ánh sáng. Chức năng chính của thiết bị bán dẫn này là công tắc quang, cảm biến ánh sáng, truyền thông quang học, v.v. Thiết kế của phototransistor được tạo thành từ một bóng bán dẫn tích hợp và điốt quang.

Một phototransistor bao gồm một photodiode, một vùng nhạy cảm với ánh sáng và được tích hợp vào một điểm nối bộ thu gốc. Vì vậy, các cặp electron-lỗ trống được tạo ra khi ánh sáng chiếu vào chất bán dẫn, chất bán dẫn làm điều chỉnh dòng điện cơ bản. Các điều khiển dòng cơ sở dẫn đến tín hiệu khuếch đại.

Tính năng chính của phototransistor là khuếch đại tín hiệu điện do ánh sáng tạo ra. Thời gian đáp ứng của phototransistor chậm. 

Sự khác biệt giữa Photodiode và Phototransistor

1. Photodiode là một thiết bị giúp tạo ra dòng điện phản ứng với ánh sáng. Ngược lại, phototransistor được định nghĩa là một thiết bị điều khiển dòng điện phản ứng với ánh sáng.
2. Cấu trúc của photodiode là sự kết hợp của một điểm nối pn, trong khi đó, cấu trúc của phototransistor bao gồm một bóng bán dẫn tích hợp và photodiode.
3. Chức năng chính của photodiode là chuyển đổi thẳng năng lượng ánh sáng thành dòng điện. Đồng thời, chức năng chính của phototransistor là chuyển đổi thẳng năng lượng ánh sáng thành dòng điện nhưng có khuếch đại.
4. Độ nhạy của photodiode đối với ánh sáng tương đối cao, trong khi độ nhạy của phototransistor đối với ánh sáng là vừa phải.
5. Photodiode không khuếch đại dòng điện, nhưng phototransistor khuếch đại dòng điện.
6. Thời gian phản hồi của photodiode nhanh và đối với phototransistor, thời gian phản hồi chậm.
7. Xem xét độ phức tạp của photodiode mạch có mạch đơn giản, trong khi phototransistor có mạch phức tạp.
8. Photodiode chủ yếu được sử dụng trong truyền thông quang học, phát hiện ánh sáng, cảm biến ánh sáng trong các thiết bị điện tử, v.v. Mặt khác, phototransistor chủ yếu được sử dụng trong các công tắc quang, cảm biến ánh sáng, truyền thông quang học, v.v.
9. Mức tiêu thụ điện năng của photodiode thấp trong khi mức tiêu thụ điện năng của phototransistor cao.
10. Tín hiệu đầu ra của photodiode là dòng điện tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng tới. Ngược lại, phototransistor này cung cấp tín hiệu đầu ra rằng dòng điện tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng tới ngoài khả năng khuếch đại.

So sánh giữa Photodiode và Phototransistor

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