العناصر الكهروضوئية Opto Electronic Devices

[سائر في ربى الزمن]

العناصر الكهروضوئية
Opto Electronic Devices

قبل أن نتعرف على العناصر الكهروضوئية لا بد لنا أن نعرف ما هو الضوء .
من حيث المبدأ يعتبر الضوء شكل من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي يرى بالعين البشرية و هو لا يختلف عن بقية أصناف الإشعاعات الكهرومغناطيسية مثل ألأشعة الكونية و أشعة غاما و أشعة أكس و الترددات الراديوية إلا من حيث قيمة التردد frequency و يمتد التردد الضوئي من 300GHz إلى 300 مليون GHz (غيغا هيرتز) يبدأ 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 .
وهذا 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 تبدأ من الأشعة تحت الحمراء و تنتهي بالأشعة ما فوق البنفسجية حيث تبدأ أشعة اكس .
مع العلم 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 تطرأ 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 ويزداد شدة التيار الكهربائي بزيادة شدة الضوء وتدعى الخلايا الضوئية وتسمى أيضاً الخلايا الشمسية . ( photo sensitive cells ) .

المقاومة الكهروضوئية : photosensitive resistance :

المقاومة الكهروضوئية واحدة من أقدم العناصر الكهروضوئية وهذه المقاومة تتناقص قيمتها بازدياد شدة الضوء الساقط عليها .
وتصنع 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 و300v 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 أجهزة 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 كهر وضوئي من مادة السيليكون تشبه من حيث التركيب الترانزيستور.
وهو 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) ويمتاز الترانزيستور بإمكانية عمله مع الضوء الغير مرئي مثل الأشعة تحت الحمراء حيث يمكن استخدامه في أجهزة إنذار ضد اللصوص.

[محمد حسن محمد]

شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك ... لك مني أجمل تحية .