기초전자공학 - 센서(광센서, 근접센서, 로드셀) 실험
기초전자공학 - 센서(광센서, 근접센서, 로드셀) 실험
1. 광센서
(1) 관련 이론
광센서란 빛을 이용하여 대상을 검출하는 소자이다. 그 원리는 투광부에서 방사된 Plus변조광이 검출물체가 검출영역에 들어감에 따라 수광 소자에의 입사광이 증가(또는 감소)하게 되고 이 증가(또는 감소)한 입사광이 정류신호 레벨이 동작 레벨에도달하면 출력을 내어 주는데 발광소자 즉, LED를 포함하여 간략히 보면 다음과 같다.
발광 소자(LED)
LED는 현재 파장이 480nm에서 950nm 정도의근적외선 파장 대역의 소자가 사용되고 있다. 이것은 수광소자의 분광 감도 peek가 일반적으로 적외선 영역인 약 900nm이고, 또한 적외 LED쪽이 가시광 LED에 비해 양자 효율이 높기 때문이다. 예를 들면 Si dope한 GaAs(적외) LED(950nm)는 직접 천이형이기 때문에 양자 효율은 약10%로 높은데 비해서 N dope GaP(녹색) LED(565nm)는 간접 천이형이기 때문에 양자 효율은 약 0.5%로 낮아진다.
포토 다이오드
포토 다이오드는 구조가 간단하지만, 수광 소자의 기본이 되는 소자이고, 여러 가지 제품이 각 회사에서 개발되고 있다. 주체는 Si를 재료로 한 포토다이오드 이지만, 그 외에도 GaAsP, Ge, InGa As를 재료로 한 것도 있다. 포토 다이오드의 특성으로는 일반적으로 다음을 들 수 있다.
. 입사 광량-출력전류의 직선성이 우수하다.
. 고속 응답성.
. 적은 암전류.
. 출력의 분산이 작다.
. 온도에 대한 특성 변화가 작다.
. 신뢰성이 높다.
광전도셀
빛을 비추면 빛에너지를 흡수해서 전하를 운반하는 하전체의 양이 증가하고, 전기전도율이 증가하는 성질(광전도성:내부광전효과의하나)을 가지는 소자로 광전도소자라고도 한다. 빛의 변화를 전기의 변화로 변환(광전변환)하는 데 사용된다. 즉 이 재료(광전도재료)로 만들어진 저항체에 정전압의 전원으로부터 전류를 흐르게 해 두고, 이 저항체에 빛을 비추면 저항이 감소되어 전류가 증가하며, 광량을 전기량으로 바꿀 수가 있다.
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(1) 관련 이론
광센서란 빛을 이용하여 대상을 검출하는 소자이다. 그 원리는 투광부에서 방사된 Plus변조광이 검출물체가 검출영역에 들어감에 따라 수광 소자에의 입사광이 증가(또는 감소)하게 되고 이 증가(또는 감소)한 입사광이 정류신호 레벨이 동작 레벨에도달하면 출력을 내어 주는데 발광소자 즉, LED를 포함하여 간략히 보면 다음과 같다.
발광 소자(LED)
LED는 현재 파장이 480nm에서 950nm 정도의근적외선 파장 대역의 소자가 사용되고 있다. 이것은 수광소자의 분광 감도 peek가 일반적으로 적외선 영역인 약 900nm이고, 또한 적외 LED쪽이 가시광 LED에 비해 양자 효율이 높기 때문이다. 예를 들면 Si dope한 GaAs(적외) LED(950nm)는 직접 천이형이기 때문에 양자 효율은 약10%로 높은데 비해서 N dope GaP(녹색) LED(565nm)는 간접 천이형이기 때문에 양자 효율은 약 0.5%로 낮아진다.
포토 다이오드
포토 다이오드는 구조가 간단하지만, 수광 소자의 기본이 되는 소자이고, 여러 가지 제품이 각 회사에서 개발되고 있다. 주체는 Si를 재료로 한 포토다이오드 이지만, 그 외에도 GaAsP, Ge, InGa As를 재료로 한 것도 있다. 포토 다이오드의 특성으로는 일반적으로 다음을 들 수 있다.
. 입사 광량-출력전류의 직선성이 우수하다.
. 고속 응답성.
. 적은 암전류.
. 출력의 분산이 작다.
. 온도에 대한 특성 변화가 작다.
. 신뢰성이 높다.
광전도셀
빛을 비추면 빛에너지를 흡수해서 전하를 운반하는 하전체의 양이 증가하고, 전기전도율이 증가하는 성질(광전도성:내부광전효과의하나)을 가지는 소자로 광전도소자라고도 한다. 빛의 변화를 전기의 변화로 변환(광전변환)하는 데 사용된다. 즉 이 재료(광전도재료)로 만들어진 저항체에 정전압의 전원으로부터 전류를 흐르게 해 두고, 이 저항체에 빛을 비추면 저항이 감소되어 전류가 증가하며, 광량을 전기량으로 바꿀 수가 있다.
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