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                                Exposé sur :


                           Applications des photodiodes

                • Année universitaire 2011/2012
                • MI // GEM2 (MEM&EII)




Préparé par :                   ABELOUHAB ARROUB

                                • Numero:2        EII


Demandé par:                    Mr. H. DRISSI
Le PLAN
Introduction
    La définition de la photodiode

La structure d’une photodiode
Le fonctionnement d’une PD
La caractéristique d’une PD
Quelque application de la PD
      Circuit de Trans-impedance
      Circuit de mesure de la lumière
      La liaison des fibres obtiques
      Circuit de balance
      détecteur de fumée
      Application pratique

Conclusion
références
Introduction

Une photodiode est un composant semi-conducteur ayant
la capacité de détecter un rayonnement du domaine optique
et de le transformer en signal électrique.
Le matériau de base pour la fabrication des photodiodes
sensibles dans le domaine visible ou le proche infrarouge, est le
silicium. La structure PIN est la plus répandue. Elle consiste à
intercaler entre la zone N et la zone P, d'une jonction PN
classique, une zone intrinsèque "I" ou très faiblement dopée.
L'intérêt d'une telle structure réside, pour les fabricants, dans le
fait qu'il est possible de résoudre au mieux le compromis
sensibilité-rapidité en jouant sur les caractéristiques de cette
zone I.
La structure d’une photodiode
Coupe d'une photodiode PIN au silicium, obtenue par épitaxie d'une
couche résistive (N-) et diffusion localisée d'une mince zone
fortement dopée (P+), qui après les opérations de métallisation, est
recouverte d'une couche anti-reflet.
Le fonctionnement

En l'absence d'éclairement, le courant qui traverse
la jonction est uniquement d'origine thermoïonique.
Il est appelé courant d'obscurité ID (dark current).
Sous éclairement, le bombardement photonique
provoque la génération de paires électron- trou au
voisinage de la jonction, qui conduisent à
l'accroissement du courant inverse (IR = ID + IP),
et ce proportionnellement à l'intensité du flux
incident.
De tels dispositifs peuvent donc être utilisés pour la
mesure quantitative de la lumière.
La caractéristique d’une PD
Les photodiodes se présentent sous des boîtiers variés (rond
D=5mm, TO-92, TO-5 métallique, CMS ...), qui permettent bien
sûr la traversée au flux incident vers la jonction.
Certains de ces boîtiers sont équipés de filtres optiques,
essentiellement des filtres infrarouges. Ces filtres infrarouges
augmentent la sélectivité spectrale des photodiodes dédiées aux
applications utilisants des diodes électroluminescentes infrarouges.
Photodiode
NB

Une photodiode possède plusieurs modes de
fonctionnement, suivant la structure du
circuit, dans lequel elle est placée.
La photodiode est polarisée en inverse. Le
courant inverse IR est alors proportionnel au
flux incident E, au courant d'obscurité ID
près. Les avantages de cette polarisation sont
l'obtention d'une bonne linéarité, des temps
de réponse courts et une bande passante
étendue.
Quelques applications des photodiodes



                                                                                 Équipement de
          Les cameras          médical          Communication        Industrie
                                                                                    sécurité




     •Autofocus         •Analyse des          • la liaison des   •Scanneur des   •Détecteur de la
     •Le contrôle du     particules de sang    fibres optiques    codes barres    fumée
      flash             •Scanneur X           •Les
                                               télécommandes




Les PDs sont utilisées dans plusieurs circuits d’applications
Quelques applications des photodiodes



                         Circuit de Trans-impedance




                  Circuit de mesure de la lumière
Quelques applications des photodiodes



                       La liaison des fibres obtiques




                       Circuit de balance
Quelques applications des photodiodes




           détecteur de fumée
une application expérimentale




  détecteur de lumière
une application expérimentale
conclusion


        Les PDs sont caractérisées par:

Une excellente linéarité
Temps de réponse trop rapide
une bande passante étendue.
Merci pour votre attention

             REFERENCES :
• http://www.wikipédia.com/
• Le magazine Schneider Electric de
  l'enseignement technologique et
  professionnel Novembre 2004
• Le siteweb de EXCILITAS TECHNOLOGIE

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  • 1. EST Salé Exposé sur : Applications des photodiodes • Année universitaire 2011/2012 • MI // GEM2 (MEM&EII) Préparé par : ABELOUHAB ARROUB • Numero:2 EII Demandé par: Mr. H. DRISSI
  • 2. Le PLAN Introduction  La définition de la photodiode La structure d’une photodiode Le fonctionnement d’une PD La caractéristique d’une PD Quelque application de la PD  Circuit de Trans-impedance  Circuit de mesure de la lumière  La liaison des fibres obtiques  Circuit de balance  détecteur de fumée  Application pratique Conclusion références
  • 3. Introduction Une photodiode est un composant semi-conducteur ayant la capacité de détecter un rayonnement du domaine optique et de le transformer en signal électrique.
  • 4. Le matériau de base pour la fabrication des photodiodes sensibles dans le domaine visible ou le proche infrarouge, est le silicium. La structure PIN est la plus répandue. Elle consiste à intercaler entre la zone N et la zone P, d'une jonction PN classique, une zone intrinsèque "I" ou très faiblement dopée. L'intérêt d'une telle structure réside, pour les fabricants, dans le fait qu'il est possible de résoudre au mieux le compromis sensibilité-rapidité en jouant sur les caractéristiques de cette zone I.
  • 5. La structure d’une photodiode Coupe d'une photodiode PIN au silicium, obtenue par épitaxie d'une couche résistive (N-) et diffusion localisée d'une mince zone fortement dopée (P+), qui après les opérations de métallisation, est recouverte d'une couche anti-reflet.
  • 6. Le fonctionnement En l'absence d'éclairement, le courant qui traverse la jonction est uniquement d'origine thermoïonique. Il est appelé courant d'obscurité ID (dark current). Sous éclairement, le bombardement photonique provoque la génération de paires électron- trou au voisinage de la jonction, qui conduisent à l'accroissement du courant inverse (IR = ID + IP), et ce proportionnellement à l'intensité du flux incident. De tels dispositifs peuvent donc être utilisés pour la mesure quantitative de la lumière.
  • 8. Les photodiodes se présentent sous des boîtiers variés (rond D=5mm, TO-92, TO-5 métallique, CMS ...), qui permettent bien sûr la traversée au flux incident vers la jonction. Certains de ces boîtiers sont équipés de filtres optiques, essentiellement des filtres infrarouges. Ces filtres infrarouges augmentent la sélectivité spectrale des photodiodes dédiées aux applications utilisants des diodes électroluminescentes infrarouges.
  • 10. NB Une photodiode possède plusieurs modes de fonctionnement, suivant la structure du circuit, dans lequel elle est placée. La photodiode est polarisée en inverse. Le courant inverse IR est alors proportionnel au flux incident E, au courant d'obscurité ID près. Les avantages de cette polarisation sont l'obtention d'une bonne linéarité, des temps de réponse courts et une bande passante étendue.
  • 11. Quelques applications des photodiodes Équipement de Les cameras médical Communication Industrie sécurité •Autofocus •Analyse des • la liaison des •Scanneur des •Détecteur de la •Le contrôle du particules de sang fibres optiques codes barres fumée flash •Scanneur X •Les télécommandes Les PDs sont utilisées dans plusieurs circuits d’applications
  • 12. Quelques applications des photodiodes Circuit de Trans-impedance Circuit de mesure de la lumière
  • 13. Quelques applications des photodiodes La liaison des fibres obtiques Circuit de balance
  • 14. Quelques applications des photodiodes détecteur de fumée
  • 15. une application expérimentale détecteur de lumière
  • 17. conclusion Les PDs sont caractérisées par: Une excellente linéarité Temps de réponse trop rapide une bande passante étendue.
  • 18. Merci pour votre attention REFERENCES : • http://www.wikipédia.com/ • Le magazine Schneider Electric de l'enseignement technologique et professionnel Novembre 2004 • Le siteweb de EXCILITAS TECHNOLOGIE