يعد الثنائي الضوئي أحد العناصر الضوئية، ويعمل الثنائي على ظاهرة التأثير الكهربائي الضوئي (Photovoltaic Effect) حيث يعمل الضوء على زيادة تيار التسرب العكسي المار في الثنائي الموصول في حالة الانحياز العكسي. ويتناسب تيار التسرب العكسي طرديا مع شدة الإضاءة الساقطة عليه.

وللاستفادة من الثنائي الضوئي كمجس ضوئي يتم وصله في حالة انحياز عكسي في الدارات الإلكترونية، ونظراً لصغر قيمة تيار التسريب العكسي يوصل الثنائي الضوئي مع دارة تضخيم مناسبة مثل الترانزستور لتضخيم الإشارة الكهربائية الناتجة منه كما في الشكل (9).

شكل (9)

وفي الظلام يكون تيار التسريب العكسي أقل ما يكون ويسمى تيار الظلام وهنا يعمل الثنائي الضوئي عمل الثنائي العادي.

ويصنع الثنائي الضوئي من السليكون أو الجرمانيوم وزرنخيد الغاليوم، وتعتمد استجابة الثنائي الضوئي على نوع المادة، وعلى شكل الثنائي، ونسبة تركيز الشوائب فيه.

يشبه الثنائي الضوئي الثنائي العادي من حيث الأعطال ومحددات التشغيل كالقدرة وجهد التشغيل العكسي وطرق الفحص، ويرمز له كما في الشكل (10).

شكل (10) شكل ورمز الثنائي الضوئي في الدارات الإلكترونية

1- للثنائي الضوئي تطبيقات كتلك التي تستخدم فيها المقاومة الضوئية، ولكن ما يميز الثنائي الضوئي هو أن استجابته للضوء تكون بشكل خطي؛ مما يجعله مناسبا للقياسات الدقيقة المتعلقة بالضوء. ويدخل الثنائي الضوئي في كثير من التطبيقات مثل (قياس شدة الإضاءة، أجهزة الإنذار، أجهزة التحكم، وأجهزة العد ...).

مثال:___________________________________________

تحويل شدة الضوء إلى فرق جهد:

باستخدام قنطرة ويتستون كما في الشكل يمكن تحويل شدة الإضاءة إلى فرق في الجهد ومن ثم إدخالها على دارة تكبير مناسبة (حسب التطبيق)، إذا كانت الدار معتمة (لا يوجد ضوء) يكون التيار العكسي أقل ما يكون، فيعمل على تغيير قيمة المقاومة المتغيرة حتى نحصل على جهد خرج يساوي صفراً.

عند ارتفاع شدة الإضاءة يمر تيار عكسي في الثنائي الضوئي يتناسب مع شدة الإضاءة ويرتفع الجهد على المخرج. يتناسب ارتفاع الجهد على المخرج طردياً مع شدة الإضاءة وبشكل خطي.

شكل (11)