Photodiode

     빛의 량을 측정하기 위하여가장 많이 사용하는 센서로 photodiode가 있다. photodiode는 아래 그림과 같이 목적에 맞게 다양한 모양으로 판매하고 있으며 응용회로 또한 간단하여 널리 사용한다.

                  
                   Photo diode                                                        IR Sensor



Photodiode를 사용한 일반적인 회로


     Photodiode의 활용회로는 OP Amp를 사용한 I/V Converter로 위의 그림에 나와있다.

Phototransistor

     Phottransistor의 모양은 아래 그림과 같으며 아래 오른쪽 그림과 같이 빛의 신호를 감지 할 수 있는 회로를 구성하여 사용한다.

    

     주로 밝거나 어두움의 정도를 판단하여 그 신호를 출력하여 램프등을 켜고 끄고 한다

CdS

     CdS는 황화카드뮴의 화학식으로 반도체의 성질을 가지고 있다. CdS에 빛을 쪼이면 저항을 급격히 감소하여 수 100 ~ 수 10 Ohm이 되고, 어두울 경우 수 메가 Ohm의 저항 값을 보인다. 이러한 빛에 따른 저항 변화를 이용하여 다양한 곳에서 빛 센서로 활용하고 있다.

         

다양한 종류의 CdS

    
ref) https://anaselhajjami.wordpress.com/ldr-light-dependend-resistor/         CdS 응용회로                
빛의 밝기에 따른 CdS의 저항 변화 및 응용회로
     활용회로는 위의 오른쪽 그림과 같이 고정저항 과 직렬로 CdS를 연결하고, 빛의 유뮤에 따라 CdS의 양단에 걸리는 전압의 차이를 이용하여 신호를 만들어 내고 이 신호를 이용한 응용회로를 사용한다. 그림에서는 빛이 없을경우(어두울 경우) TR의 베이스에 전류가 흐르고 이로 인하여 릴레이 가 동작하여 접점의 위치가 변하게 된다. 이러한 응용회로는 어둡고 밝음에 따른 램프의 점등 관련한 회로에 널리 사용한다.

PMT(광증배관, Photomultiplier Tube)

     PMT는 매우 약한 빛을 측정하기에 좋은 검출기로 분광기의 검출기로 널리 사용한다. PMT는 여러개의 전극에 걸리는 전압을 이용하여 빛에 의하여 생성된 전자를 전압의 차이가 있는 전극을 거치면서 매우 크게 량이 증가한 신호를 얻어낼 수 있다.(아래 그림) 이러한 이유로 매우 약한 신호를 검출하기 위하여 많이 사용한다.
Hamamatsu 사의 다양한 PMT

      
ref) https://makeagif.com/gif/photomultiplier-animation-EZgdSC         PMT 구조 (Hamamatsu)                


ref) https://itectec.com/
PMT 활용회로 (IVC, Current to Voltage Converter)

     PMT는 출력 신호가 잔류의 형태로 주로 많이 사용하는 회로는 IVC (current to voltage conveter)로 위 그림과 같이 OP Amp를 주로 사용하여 전류를 전압으로 바꾸어 측정 할 수 있다.

빛관련 센서

VEML6030_GS15       VEML7700_TR            TSL2540


     빛의 량을 측정 할 수 있는 센서로 위의 그림과 같이 여러회사에서 IC 형태로 제작되고 판매하고 있다.

참고:

     1. Light
     2. 포토 인터럽터란?
     3. Photocells, CdS
     4. Photomultiplier Tubes, PMT
     5. LDR (light dependend resistor), CdS
     6. How to connect the pins of a Photomultiplier Tube (PMT)
     7. Light Sensor Interfacing