Pengertian Photodetector
Bagian penting dari suatu aplikasi sinar mengenai instrumentasi adalah
bagaimana mengukur atau mendeteksi radiasi. Ada beberapa tipe-tipe
photodetektor dengan penjelasan mengenai operasi dan cara kerjanya.
1. Karakteristik Photodetektor
Beberapa
karakteristik dari photodetektor memiliki peran penting pada aplikasinya. Ada
beragam tipe detektor dijelaskan berdasarkan karakteristiknya seperti berikut :
Illuminasi
dari Sumber Cahaya
Tipe
Cahaya
|
Illumniasi
(lm/m2)
|
Cahaya
matahari langsung
|
105
|
Cahaya
siang dalam ruangan
|
103
|
Cahaya
minimum untuk membaca
|
102
|
Bulan
penuh
|
0.2
|
Langit
malam yang cerah
|
10-4
|
Respon
spektrum
Sebagian
besar detektor dapat bekerja pada daerah diatas panjang gelombang radiasi yang
menujukkan respon sprektum dari alat tersebut. Pada kasus yang umum, respon
yang diberikan berupa grafik datar dengan beberapa deviasi yang diperbolehkan
diantara band radiasi .
2. Photokonduktif
Detektor
Salah satu hal yang umum dari photodetektor didasarkan pada
perubahan konduktifitas dari bahan semikonduktor dengan intensitas radiasi.
Perubahan konduktifitas tampak sebagai perubahan tahanan sehingga alat-alat ini
disebut juga sebagai sel photoresitif. Karena tahanan manjadi parameter yang
digunakan tranduser, kita menjelaskan alat ini dari sudut pandang perubahan
tahanan akibat intensitas cahaya.
Prinsipnya, seiring
dengan meningkatnya jumlah elektron tereksitasi ke pita konduksi, tahanan
semikonduktor akan menurun, membuat tahanan turun sebagai fungsi invers
dari intensitas radiasi photon supaya mampu mengeksitasi harus menyediakan
energi paling tidak sebesar energi gap.
Perhatikan bahwa operasi thermistor melibatkan energi
thermal sebagai elektron yang pindah ke pita konduksi. Untuk mencegah
photodetektor menunjukkan efek thermal yang sama, diperlukan untuk
mengopersikan alat ini pada temperatur yang diatur atau untuk membuat energi
gap terlalu besar pada efek thermal untuk menghasilkan elektron terkonduksi.
Kedua pendekatan ini digunakan pada prakteknya. Batas atas dari respon
sprektral sel ditentukan oleh berbagai faktor lain, seperti pantulan dan
tranparansi pada panjang gelombang tertentu.
Pengertian Photodetektor Cahaya
Photodetektor Cahaya atau biasa disebut juga dengan “sensor
cahaya” adalah adalah sensor yang
membuat kita dapat melakukan pendeteksian cahaya, terus
melakukan perubahan terhadapnya jadi sinyal listrik dan dipakai dalam sebuah
rangkaian yg memakai cahaya sbg pemicunya. Atau lebih singkatnya, photodetektor adalah
alat yang menerima cahaya kemudian merubah variasi-variasi daya optik menjadi
variasi arus listrik.
Sensor photo
dioda merupakan dioda yang peka terhadap cahaya, sensor photodioda akan
mengalami perubahan resistansi pada saat menerima intensitas cahaya dan akan
mengalirkan arus listrik secara forward sebagaimana dioda pada umumnya. Sensor
photodioda adalah salah satu jenis sensor peka cahaya (photodetector). Photodioda terbuat dari bahan
semikonduktor, dimana yang biasa dipakai adalah Silicon (Si), Gallium Arsenide
(GaAs), Timah Sulfide (PBS) dll. Bahan-bahanini menyerap cahaya melalui
karakteristik jangkauan panjang gelombang, misalnya 250 nm ke 1100 untuk
nm silicon, dan 800 nm ke 2,0 μm untuk GaAs.
Dioda foto adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Berbeda dengan diode biasa, komponen elektronika ini akan mengubah cahaya menjadi arus
listrik.Cahaya yang dapat dideteksi oleh diode foto ini mulai dari cahaya inframerah, cahaya tampak , ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi diode foto mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara otomatis,
pengukur cahaya pada kamera serta beberapa peralatan di bidang medis.
Jenis sensor
peka cahaya lain yang sering digunakan adalah phototransistor. Phototransistor ini pada dasarnya adalah jenis
transistor bipolar yang menggunakan kontak (junction) base-collector untuk
menerima cahaya.Komponen ini mempunyai sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan Photodioda .Hal ini disebabkan karena elektron yang ditimbulkan oleh foton cahaya pada junction ini di-injeksikan di
bagian Base dan diperkuat di bagian kolektornya. Namun demikian, waktu respons dari Transistor-foto secara umum akan lebih lambat dari pada Dioda-Foto. Photodioda akan
mengalirkan arus yang membentuk fungsi linear terhadap intensitas cahaya yang
diterima. Arus ini umumnya teratur terhadap power density (Dp).
Prinsip kerja Photodioda ialah ketika
sebuah photon (satusatuan energi dalam cahaya) dari sumber cahaya diserap, hal
tersebut membangkitkan suatu elektron dan menghasilkan sepasang pembawa muatan tunggal,
sebuah elektron dan sebuah hole, di mana suatu hole adalah bagian darikisi-kisi
semikonduktor yang kehilangan elektron. Arah Arus yang melalui sebuah semikonduktor
adalah kebalikan dengan gerak muatan pembawa.cara tersebutdidalam sebuah
photodiode digunakan untuk mengumpulkan photon menyebabkan pembawa muatan
(seperti arus atau tegangan) mengalir/terbentuk di bagian-bagian
elektroda.
Prinsip kerja photodioda
:
-
Cahaya yang diserap oleh
photodiode
-
Terjadinya pergeseran foton
-
Menghasilkan pasangan
electron-hole dikedua sisi
-
Electron menuju
[+] sumber & hole menuju [-] sumber
-
Sehingga arus akan mengalir di
dalam rangkaian
Perbandingan
antara arus keluaran dengan power density disebut sebagai current
responsitivity. Arus yang dimaksud adalah arus bocor ketika photodioda tersebut
disinari dan dalam keadaan dipanjar mundur. Tanggapan frekuensi sensor
photodioda tidak luas. Dari rentang tanggapan itu, sensor photodioda memiliki
tanggapan paling baik terhadap cahaya infra merah, tepatnya pada cahaya dengan
panjang gelombang sekitar 0,9 µm. Kurva tanggapan sensor photodioda ditunjukkan
pada gambar berikut. Kurva Tanggapan Frekuensi Sensor Photodioda Sensor photo
dioda,photodioda,Sensor photodioda,photodetector,Kurva Tanggapan Frekuensi
Sensor Photodioda,Hubungan Keluaran Photodioda Dengan Intensitas Cahaya Hubungan
antara keluaran sensor fotodioda dengan intensitas cahaya yang diterimanya
ketika dipanjar mundur adalah membentuk suatu fungsi yang linier.
0 komentar:
Posting Komentar