العناصر الكهروضوئية      Opto Electronic Devices  

 

قبل أن نتعرف على العناصر الكهروضوئية لا بد لنا أن نعرف ما هو الضوء .

 من حيث المبداء يعتبر االضوء  شكل من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي يرى بالعين البشرية و هو لا يختلف عن بقية  أصناف الإشعاعات الكهرو مغناطيسة مثل ألأشعة الكونية و أشعة غاما و أشعة أكس و الترددات الراديوية  إلا من حيث قيمة التردد frequency  و يمتد الترددالضوئي من 300GHz إلى 300 مليون GHz   (غيغا هيرتز)  يبداء من الأشعة تحت الحمراء و ينتهي بالأشعة فوق البنفسجية أما الضوء الذي تراه العين البشرية  و يقصد هنا ضوء الشمس و  مكون من عدة ألوان (أحمر- برتقالي - أصفر - أخضر - سماوي - أزرق - بنفسجي )  يقع مجال تردده بين حوالي 400GHz   إلى ما يقارب 750GHz  .

 وللضوء خاصية مزدوجة فهو ينتشر في الفضاء كالأمواج الراديوية و يسلك كما لو كان مكوناً من العديد من الجسيمات الدقيقة .

 

و هذا تقسيم للمجال الترددي :

 

التردد السمعي                 و يمتد من            50    Hz إلى   16 KHz

الترددات الراديوية ( (RF    و يمتد من     16 KHz      إلى   30,000 MHz تقريباً

الترددات الضوئية           و تمتد من        300 GHz    إلى    300,000,000GHz تقريباً    و تبداء من الأشعة تحت الحمراء و تنتهي بالأشعة ما فوق البنفسجية حيث تبداء أشعة إكس

 مع اعلم أن:

  

 1KHz  =   1000Hz           (K)     كيلو

1MHz  = 1000KHz          (M)     ميغا    1,000,000     Hz    

         1GHz  = 1000MHz (G)     غيغا  1,000,000  KHz      

          

العناصر الحساسة للضوء      Light Sensitive Devices

 

إن العناصر الحساسة للضوء تستجيب للتغيرات التي تطراء على شدة الضوء و ذلك بتغيير مقاومتها الداخلية  (أي تقل قيمة مقاومتها بزيادة شدة الضوء ) و تسمى مقاومة ضوئية (photosensitive resistance)                              

 أو بتوليد تيار كهربائي و يزداد شدة التيار الكهربائي بزيادة شدة الضوء وتدعى الخلايا الضوئية وتسمى ايضاً الخلايا الشمسية .

 

( photo sensitive  cells )                                      

 

 

المقاومة الكهرو ضوئية                 photosensitive resistance 

 

                               

 


 

 

 

المقاومة الكهروضوئية واحدة من أقدم العناصر الكهروضوئية   وهذه المقاومة  تتناقص   قيمتها بازدياد شدة الضوء الساقط عليها  و تصنع المقاومة  الكهروضوئية من مواد حساسة للضوء مثل (سلفيد الكاديوم)  (Cds)  أو (سليتيد الكاديوم)  (Cdse),   بالرغم  من  أن  مواد   أخرى   مثل (سلفيد الرصاص) قد استخدمت . كما يمكن لهذه المواد أن تطعم بمواد أخرى كالنحاس أو الكلور و ذلك لتحسين عمل المقاومة الكهروضوئية وذلك لضبط الطريقة  الصحيحة التي تتغير بها قيمة المقاومة وفقاً لشدة الضوء .

إن معظم المقاومات الكهروضوئية تستطيع أن تتحمل فولت يتراوح مابين 100v و 200v

و 300v   ولكن  استهلاك (الواط)  )   (w القدرة العظمى لهذه العناصر يتراوح مابين   30 ملي واط و 300  ملي واط .

للمقاومة الكهروضوئية تطبيقات عديدة في الإلكترونيات فعلى سبيل المثال  , تستعمل غالباً في أجهرة الإنذار و فاتحت الأبواب الآلية حيث يتطلب الأمر الإحساس بوجود ضوء أو غيابه و يبين الشكل التالي إحدى  أبسط التطبيقات لهذا العنصر .

 

 

 

 

 

ومع تطور العلوم الإلكترونية تم تصنيع عنصر كهروضوئي من مادة السيليكون  تشبه من حيث التركيب الترانزيستور.

و هو  الترانزيستور الضوئي  phototransistor  إلا أنه يختلف عنه بأن قاعدة الترانزيستور مادة حساسة للضوء تتحكم بكمية التيار الذي يمر من    E     إلى    C

 ومن استخداماته :

أجهزة الإنذار ,  فاتح الأبواب الآلي , و دوائر إغلاق الستائر عند غياب الشمس أو العكس, و دوائر أخرى يتطلب عملها الإحساس بالضوء . كما أنه يستخدم في أجهزة التلفزيون كوحدة استقبال   لجهاز التحكم  (remote control)

و يمتاز الترانزيستور بإمكانية عمله مع الضوء الغير مرئي مثل الأشعة تحت الحمراء حيث يمكن استحدامه في أجهزة إنذار ضد اللصوص.