CAPTEURS OPTIQUES
Introduction :
Un capteur optique est un dispositif capable de détecter l'intensité ou la longueur d'onde
des photons.
Il existe plusieurs capteur optronique bien sur, parmi les capteurs optiques je vais étudier surtout 2 types de capteurs qui sont liés au domaine electronique.
-Phototransistor
-Photodiode
On les utili pour détecter un grand nombre de phénomène :
-l'intensité lumineu bien-sûr
-la chaleur (capteur pyrométrique) :
-la prénce
高考落榜的出路-la couleur (et donc certains gaz ou produits chimiques)
mais aussi pour :
-acquérir des informations numériques transmis par des conducteurs
(fibres) optiques
-des images
A Photodiode
1) Fonctionnement
Quand un mi-conducteur est exposé à un flux lumineux, les photons sont absorbés à condition que l’énergie du photon (Eph = hν) soit supérieure à la largeur de la bande interdite (Eg). Ceci correspond à l'énergie nécessaire que doit absorber l'électron afin qu'i
l puis quitter la bande de valence (où il rt à assurer la cohésion de la structure) vers la bande de conduction, le rendant ainsi mobile et capable de générer un courant électrique. L’existence de la bande interdite entraîne l’existence d’un uil d’absorption tel que hν0rev = commitsuicideEg. Lors de l’absorption d’un photon, deux phénomènes peuvent produire :
▪ La photoémission : c'est la sortie de l’électron hors du matériau photonsible. L’électron ne peut sortir que s'il est excité près de la surface.
▪ La photoconductivité : l’électron est libéré à l’intérieur du matériau. Les électrons ainsi libérés contribuent à la conductivité électrique du matériau.
2) Caractéristiques électriques
苏州学校Jonction PN :
De part et d'autre de la jonction d'un mi-conducteur P et un mi-conducteur N forme une zone de déplétion dénuée de porteurs libres en équilibre car il y règne un cha
合肥游戏mps électrique.
Ce dernier établit entre les deux éléments mi-conducteur unebarrière de potentiel Vb.
Sous l'action de photons hν>E uil des paires électrons trousvont être générées dans la zone de déplétion et être entraînées par le champs électrique.
• Performances
- Répon du capteur I = Io + Ip avec :
-> Io courant d'obscurité
-> Ip courant d'origine photoélectrique
Ip =(qηA)/(hν)Φ e ^(−αx)
=> I proportionnel à Φi love you just the way you are
x : épaisur de matière pour accéder à la zone de déplétion
α : coefficient d'atténuation (≈105 cm-1)
Equation du circuit électrique: Es
= R I - Vd
=> droite de charge: I =(Es+Vd)/R
- Courant d'obscurité
Il est de l'ordre du nA à la température ambiante
-> correspond à Ip d'un flux de 10-8 à 10-10 W lon la diode
Il varie rapidement avec la température
ex: augmentation d'un facteur 10 entre 25 ˚C et 40 ˚C
Rd: résistance dynamique de la jonction (≈1010Ω en inver)
Cd: capacité de la jonction (≈1-10 pF) dépend de Vd
Rs: résistance des éléments mi-conducteur (<10Ω<<R)- Sensibilité
Linéarité du capteur => S = constante Sensibilité spectrale
S(λ)=∆I/∆Φ=(qη(λ)A(λ)e^(−α(λ)x))/hc*λ
S(λ) max. pour λ=λp => S(λp)≈0.1 - 1 µA/µW
- Temps de répon (voir cours généralités sur les capteurs)japan
Système du premier ordre => répon exponentielle
Le temps de répon dépend de la résistance de charge et de
la capacité de la jonction.
tm(90%)=2.2τ≈2.2RCd
Ordre de grandeur: tm (90%)≈ 1 ns.
/!\ capacité parasite du câblage Cp->tm(90%)=2.2R (Cd +Cp)
- Répon en fréquence
mba班培训>it名词
Système du premier ordre => fréquence de coupure =1/(2πτ)
Le temps de répon dépend donc de la résistance de charge
et de la capacité de la jonction.
Ordre de grandeur:
Fc de 10MHz à 1kHz si R vaut 1kΩ à 10MΩ.
• Conclusion sur les photodiodes
B) Phototransistor
1) fonctionnement
Le faible courant électrique transmis par les photodiodes a poussé les constructeurs de miconducteurs à rajouter à ce composant un transistor donnant ainsi naissance au phototransistor.
Les caractéristiques sont nsiblement les mêmesque celle des photodiodes. Mais on remarque un courant beaucoup plus important.
2)mode electronique
>hah
