Cara Fotodiod Berfungsi dan Aplikasinya

Fotodiod ialah sejenis peranti semikonduktor yang menukarkan cahaya kepada arus elektrik. Ia pada asasnya adalah diod sensitif cahaya yang membenarkan arus mengalir apabila terdedah kepada cahaya dan menyekatnya apabila dalam gelap. Fotodiod biasanya digunakan dalam sistem komunikasi optik, seperti rangkaian gentian optik, dan dalam pelbagai aplikasi lain seperti sel suria, pengesan cahaya dan peranti pengimejan.

Soalan 2: Apakah prinsip kerja fotodiod ?
Jawapan: Prinsip kerja fotodiod adalah berdasarkan fenomena kecekapan kuantum. Apabila cahaya mengenai simpang p-n fotodiod, ia merangsang elektron dalam bahan jenis-p, menyebabkan mereka mengalir ke arah bahan jenis-n. Ini menghasilkan arus elektrik yang berkadar dengan keamatan cahaya. Fotodiod boleh sama ada pincang songsang atau pincang hadapan, bergantung pada arah cahaya dan voltan yang digunakan. Dalam pincang songsang, fotodiod bertindak sebagai litar terbuka, manakala dalam pincang hadapan, ia membenarkan arus mengalir.

Soalan 3: Apakah aplikasi fotodiod ?
Jawapan: Fotodiod mempunyai pelbagai aplikasi dalam pelbagai bidang, termasuk:

1. Sistem komunikasi optik: Fotodiod digunakan dalam rangkaian gentian optik untuk mengesan dan menukar isyarat cahaya kepada isyarat elektrik.
2. Sel suria: Fotodiod digunakan dalam panel solar untuk menukar cahaya matahari kepada tenaga elektrik.
3. Pengesanan dan julat cahaya (LIDAR): Fotodiod digunakan dalam sistem LIDAR untuk mengesan dan mengukur jarak objek menggunakan cahaya laser.
4. Peranti pengimejan: Fotodiod digunakan dalam pelbagai peranti pengimejan seperti kamera, pengimbas dan mikroskop untuk menangkap imej.
5. Terapi cahaya: Fotodiod digunakan dalam terapi cahaya untuk merawat keadaan seperti gangguan afektif bermusim dan keadaan kulit.
6. Teknologi laser: Fotodiod digunakan dalam teknologi laser untuk aplikasi seperti pemotongan laser, kimpalan dan spektroskopi.
7. Peranti perubatan: Fotodiod digunakan dalam pelbagai peranti perubatan seperti endoskop, kolonoskop dan peralatan oftalmologi.
8. Aeroangkasa: Fotodiod digunakan dalam aplikasi aeroangkasa seperti komunikasi satelit, navigasi dan penderiaan jauh.

Soalan 4: Apakah perbezaan antara fotodiod dan sel suria ? Jawapan: Walaupun kedua-dua fotodiod dan sel suria menukar cahaya kepada tenaga elektrik, terdapat beberapa perbezaan utama antara mereka:

1. Arah cahaya: Sel suria direka untuk menyerap cahaya daripada matahari, manakala fotodiod boleh mengesan cahaya dari mana-mana arah.
2. Kecekapan penukaran tenaga: Sel suria mempunyai kecekapan penukaran tenaga yang lebih tinggi daripada fotodiod, biasanya sekitar 20-25%. Fotodiod mempunyai kecekapan sekitar 10-20%.
3. Voltan kendalian: Sel suria memerlukan voltan kendalian yang lebih tinggi daripada fotodiod untuk berfungsi.
4. Keluaran kuasa: Sel suria boleh menghasilkan keluaran kuasa yang lebih tinggi daripada fotodiod kerana kecekapan penukaran tenaga yang lebih tinggi dan luas permukaan yang lebih besar.
5. Aplikasi: Sel suria digunakan terutamanya untuk menjana elektrik, manakala fotodiod mempunyai rangkaian aplikasi yang lebih luas dalam sistem komunikasi optik, pengesanan cahaya dan kawasan lain.