Un fotodioda adalah komponen elektronik yang menghasilkan arus foto saat terkena cahaya. Fotodioda digunakan dalam sel surya fotovoltaik dan dalam fotodetektor linier, sensor yang digunakan untuk mendeteksi sinyal cahaya, seperti sinyal optik atau gelombang radio. Fotodioda juga digunakan dalam aplikasi non-listrik seperti fotolitografi, yang menggunakan cermin kecil untuk menggambar pola pada wafer.
Dalam sel surya fotovoltaik, jenis fotodioda yang paling umum terbuat dari silikon. Ada juga fotodioda yang terbuat dari bahan lain, seperti galium arsenida (GaAs), indium fosfida (InP), dan galium nitrida (GaN). Bahan yang berbeda ini memiliki sifat berbeda yang membuatnya cocok untuk aplikasi tertentu. Fotodioda biasanya dibuat dengan mendoping bahan semikonduktor dengan pembawa berlebih. Kelebihan elektron atau lubang berasal dari zat doping yang ditambahkan selama proses pembuatan. Selain itu, secara internal sederhana, dengan persimpangan pn di mana satu sisi bermuatan positif dan sisi lainnya negatif. Ketika cahaya mengenai dioda, itu menyebabkan elektron mengalir ke sisi positif dan lubang mengalir ke negatif. Ini mengisi dioda, menciptakan arus foto yang mengalir keluar dari dioda ke dalam rangkaian.
Bagaimana cara kerjanya?
Fotodioda adalah komponen elektronik yang mengubah cahaya menjadi sinyal listrik. Ini digunakan dalam kamera digital dan perangkat lain seperti mikroskop dan teleskop.
Artinya, bekerja dengan mengubah foton menjadi elektron melalui proses yang disebut efek fotolistrik. Setiap foton cahaya memiliki energi, yang menyebabkan elektron dilepaskan dari fotodioda. Elektron ini dikumpulkan dalam kapasitor, menciptakan sinyal listrik yang sebanding dengan foton cahaya yang dideteksi oleh fotodioda. Fotodioda biasanya dibuat dari bahan semikonduktor seperti silikon, galium arsenida, atau bahan III-V. Fotodioda juga dapat dibuat dari bahan lain seperti germanium atau indium fosfida, tetapi bahan ini kurang umum dibandingkan silikon dan galium arsenida.
Fotodioda dapat digunakan untuk mendeteksi cahaya dengan panjang gelombang mulai dari cahaya tampak (400-700 nm) hingga inframerah (1-3 m). Namun, karena keterbatasan pita serapan silikon, deteksi inframerah gelombang panjang (>4 m) sulit untuk fotodioda. Selain itu, laser berdaya tinggi dapat merusak sensor silikon karena pemanasan cepat yang dihasilkan dari penerangan laser.
Aplikasi Fotodioda
Fotodioda berbeda dengan a resistensi LDR, yaitu, fotoresistor atau resistor peka cahaya. Dalam kasus fotodioda, waktu respons jauh lebih cepat, yang membuka cara baru untuk menggunakannya:
- Untuk sirkuit respons cepat terhadap perubahan dalam kegelapan atau pencahayaan.
- Pemutar CD untuk pembacaan laser.
- chip optik.
- Untuk koneksi serat optik.
- Dan lain-lain
Seperti yang Anda lihat, aplikasi fotodioda luas, dan kinerjanya lebih baik daripada resistor LDR untuk responsnya. Oleh karena itu, ada banyak aplikasi di mana LDR tidak valid dan fotodioda tidak valid.
Integrasikan dengan Arduino
untuk mengintegrasikan fotodioda dengan papan Arduino, ini hanya masalah menghubungkan komponen dengan benar dan menulis kode. Di sini saya akan menunjukkan sebuah contoh, meskipun Anda dapat memodifikasinya dan membuat proyek yang Anda butuhkan. Untuk koneksi, sangat sederhana, dalam hal ini kita akan menggunakan input A1, yaitu input analog, tetapi Anda dapat menggunakan input analog lain jika diinginkan. Dan pin lain dari fotodioda akan terhubung ke GND.
Adapun kodenya adalah sebagai berikut, cuplikan sederhana sederhana untuk mengukur intensitas cahaya dengan fotodioda:
void setup()
{
Serial.begin(9600);
Serial.print();
}
void loop ()
{
int lightsensor = analogRead(A1);
float voltage = lightsensor * (5.0 / 1023.0);
Serial.print(voltage);
Serial.println();
delay(2000);
}