ИК светодиод АЛ 107, как фотоприемник

на страницах сайта

www.electrosad.ru

В моей практике арсенид галлиевый инфракрасный светодиод АЛ107 оказался самым интересным полупроводниковым прибором. О его способности работать в импульсном режиме с превышающей в десятки раз (по сравнению со штатным режимом) излучаемой в свету мощностью, я уже писал в статье "ИК светодиод в предельных режимах работы". Здесь расскажу о его использовании в качестве фотоприемника.

 

 

Во время разработки схем с применением светодиода АЛ107 был обнаружено наличие у него фотоэффекта, который проявился у него при работе в гальваническом режиме. Фотоэффект наблюдался в его рабочем спектральном диапазоне. Это и понятно входная линза имеющаяся у светодиода выполнена из того же арсенида галлия и прозрачна в ограниченном рабочем спектральном диапазона где работает светодиод.

Фотоэффект проявляется при освещении светодиода - фотоприемника любым источником, имеющим в своем спектре составляющие попадающие в зону прозрачности линзы. Это может быть ИК источник или светодиод ФЛ107 работающий как излучатель.

Характеристики светодиода исследовались на установке имеющей схему приведенную на рис. 1.

 

Рисунок 1.

Здесь:

G - генератор прямоугольных импульсов, Излучатель и фотоприемник - светодиод АЛ107 соосно на расстоянии 10 мм, Регистрирующий прибор - осциллограф электроннолучевой С1-65.

Проходная характеристика такой пары имеет вид:

 

Рисунок 2.

 

Uвх - напряжение на светодиоде - фотоприемника, Iсд - ток возбуждения светодиода - излучателя.

Постоянная времени пары светодиод - фотоприемник из светодиодов АЛ107 имеет величину порядка:

-  3*10-4 сек при параметрах нагрузки Cн = 150 пф, Rн = 106 ом,

- 10-5 сек при Rн = 27 ком, Cн = 150 пф,

- 10-6 сек при Rн = 2,7 ком, Cн = 150 пф.

Это равно 2t нагрузочной цепи. Что говорит о том, что быстродействие светодиода в гальваническом режиме зависит только от схемы и параметрах его нагрузочной цепи. Необходимо только помнить, что при снижении сопротивления нагрузки падает выходное напряжение фотоприемника. При Rн = 2,7К выходное напряжение фотоприемника падает до 0,011 в (11 мв).

В фотогальваническом режиме светодиод АЛ107 обладает высокой чувствительностью. Примерно в 2 раза выше фотодиода ФД9.

На расстоянии 30 см от лампы накаливания мощностью 100 Вт он насыщается (выходное напряжение достигает 0,8 В).

 

Я бы рекомендовал, тем кто имеет возможность, проверить современные светодиоды на работу в качестве фотоприемника. Сделать это очень просто подключите к светодиоду мультиметр в режиме 100 мВ или осциллограф и осветите его (светодиод) лампой накаливания мощностью около 100 Вт. Такая лампа имеет около 10% мощности в ближнем ИК диапазоне. Появившееся на выходе светодиода напряжение говорит о возможности работы светодиода в качестве фотоприемника. Остается исследовать его временные и амплитудные характеристики.

Вперед!

 

Особенности работы светодиода АЛ107 в качестве фотоприемника

Прежде всего надо сказать о его полная нечувствительность к внешним засветкам за пределом рабочего спектрального диапазона.

Светодиод не работает в фотодиодном режиме. При обратном смещении на переходе более 1 В, светодиод - фотоприемник запирается и сигнал с него отсутствует при любой мощности возбуждения.

Последнее говорит о том, что эффект возникновения тока через переход происходит за счет резонансного поглощения энергии внешнего источника света в результате чего во внутренней структуре образуются носители заряда группирующиеся в p-n переходе.

На рис.3 показаны характеристики оптопары, где в качестве фотоприемника использованы ФЭУ-83, светодиод АЛ 107 и фотодиод ФД10 в фотодиодном режиме (обратно смещенный фотодиод).

 

Рисунок 3.

 

Выводы

Светодиод АЛ107 является хорошим применением для открытой оптопары в конструкциях радио - электронной аппаратуры и автоматики. Дальность действия таких оптопар может быть до 1 м (в соответствующих схемных решениях).

Такая оптопара имеет высокую чувствительность,

нечувствительна к внешним засветкам за пределами рабочего спектра излучателя (в видимом свету).

Кроме того она имеет малую чувствительность к засветкам даже попадающим в ее спектральный диапазон поскольку диаграмма направленности светодиода АЛ107 при работе в качестве светодиода и фотоприемника имеет узкий лепесток (40 угловых градусов по уровню 0,5).

 

По материалам 1978 года.

А. Сорокин

  Яндекс.Метрика

<<назад>> <<в начало>> <<на главную>>

Попасть прямо в разделы сайта можно здесь:

При полном или частичном использовании материалов ссылка на "www.electrosad.ru" обязательна.
Ваши замечания, предложения, вопросы можно отправить автору через
гостевую книгу или
почтой.

Copyright © Sorokin A.D.

 2002 - 2012