광센서 - 포토 다이오드와 포토 트랜지스터(광센서,photodiode,phototransistor,포토다이오드,포토트랜지스터,센서공학,전자,회로)

소개글

광센서 - 포토 다이오드와 포토 트랜지스터(광센서,photodiode,phototransistor,포토다이오드,포토트랜지스터,센서공학,전자,회로)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 광센서

2. Photo diode
(1) 정의
(2) 특징
(3) 구조
(4) 동작원리
(5) Photo diode를 이용한 센서
(6) Photo diode의 활용제품

3. Photo transistor
(1) 정의
(2) 특징
(3) 구조
(4) 동작원리
(5) Photo Transistor를 이용한 Photo interrupter
(6) Photo Transisor의 활용제품

본문내용

전위장벽이 생긴다.
여기에 Eg보다 더 큰 에너지를 갖는 빛(E=hv)이 조사되면 전자는 전도대에 끌어올려지고 전자와 후에 남는 정공이 쌍이되어 형성된다.
이렇게 형성된 전자와 정공쌍이 공핍층에서 형성 되었을 경우는 바로 전계에 의해 가속되고 전자는 N층으로 정공은 P층으로 이동하게 된다.
또 전자와 정공쌍이 P층과 N층에서 발생한 경우에는 P층의 전자와 N층의 정공은 확산하게 되는데, 공핍층에 이르게 되면 전계에 의해 더욱 가속되고 각각 P층, N층에 들어와 전하가 축적되게 된다.
이때 외부의 부하를 단자에 접속하면 빛에너지를 전기에너지의 형태로 얻을 수 있다
(5) Photo diode를 이용한 센서
1) Photo diode 기본감지회로
기본 회로도
기본 회로도를 기반으로 만든 감지센서
빛을 수광부에 쏘면 Photo diode가 빛을 감지하여 전압이 출력된다.
2) opamp와 Photo diode를 조합한 광량측정기
이 제품은 Photo diode를 이용한 광량측정기로 그 출력값을 그래프로 표현하면 오른쪽과 같다. 그 결과 값으로 Photo diode의 감도를 알 수 있는데 800∼900 사이의 감도가 가장 뛰어나고 그 이후로는 감도가 떨어지는 경향을 알 수 있다.
(6) Photo diode의 활용제품
CCD(전하결합소자) CD-ROM/RW Dust sensor
거리 측정기 FAX 바코드
1) 거리 측정기의 동작원리
2) 먼지 센서의 동작원리
3. Photo Transistor
(1) 정의
포토트랜지스터는 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 광센서의 일종으로, 빛의 세기에 따라 흐르는 전류가 변화하는 광기전력 효과를 이용한다. 이때의 광전류를 트랜지스터를 이용하여 증폭시킨 것이 포토트랜지스터이다.
(2) 특징
게르마늄을 재료로 사용한 PNP형과, 실리콘을 사용한 NPN형이 있다. 외부의 빛에 잘 감응하도록 유리로 만든 용기에 넣어 있으며, 영화필름의 음성신호를 판독하거나, 컴퓨터의 천공카드 판독에 사용된다. 동작원리의 관계로 인해서 빠른 빛의 변화에는 추종하기 힘들며, 20 kHz 정도가 한계이다. 포토다이오드에 비해 감도가 크다.
포토트랜지스터는 포토다이오드와 구성과 빛에너지를 전기에너지로 전환하는 기능면에서 유사하다. 그러나 포토트랜지스터는 빛을 쪼였을 때 전류가 증폭되어 발생하기 때문에 포토다이오드에 비해 빛에 더 민감하고 반응속도는 느리다.
(3) 구조
(4) 동작원리
Photo Transistor의 Base와 Collector는 Photo Diode와 같은 원리로 동작하며 입사된 광에 의하여 Base 단자를 (+) Bias됨으로써 트랜지스터의 기능을 수행합니다.
(5) Photo Transistor를 이용한 Photo interrupter
포토 인터럽터는 발광 다이오드와 포토트랜지스터를 조합한 것으로서 발광 다이오드가 내뿜는 빛을 포토트랜지스터가 수광해서 트랜지스터를 작동시키는 반도체소자. 발광 다이오드의 빛을 차단하면 트랜지스터는 작동하지 않게 된다. 전자 제어 서스펜션의 차고센서, 스티어링 각 속도 센서에 사용되고 있다.
Photo interrupter 회로도
발광 소자에 순전류(IF)를 흘려 발광시키면 수광소자에서 광을 받아 광전류가 발생한다. 수광소자와 발광소자 사이에 불투명물체가 오면 광은 차단되고 수광소자에는 외란광에 의한 광전류나 암전류 등으로 구성된 누설전류만이 흐르게 되고 출력전류가 급격하게 감소한다. 이러한 전류, 전압의 변화에 의해 물체의 유무를 검지 할 수 있다.
- Photo interrupter의 타입
(6) Photo Transistor의 활용제품
프린터, 카메라, 캠코더, 복사기, 계수기, 팩스 등에 활용 된다.

키워드

광센서,   photodiode,   phototransistor,   포토다이오드,   포토트랜지스터,   센서공학,   전자,   회로