Position sensitive device

O termo PSD, do inglês Position Sensing Device refere-se a dispositivos de sensoriamento de posição.

Existem duas famílias de PSD's:

• PSD's segmentados (segmented PSD's): São fotodiodos produzidos em substratos comuns e divididos em dois ou quatro segmentos separados por lacunas.
• PSD's de efeito lateral (lateral-effect PSD's): São fotodiodos que constituem de um único elemento planar difuso sem espaçamentos. Este tipo de PSD provê leitura direta da posição do feixe de luz.

PSD's segmentados

Um feixe de luz gera fotocorrentes em todos os segmentos iluminados.

PSD's de efeito lateral

Existem duas topologias de PSD's de efeito lateral: duo laterais e tetra laterais. Em PSD's duo laterais, o dispositivo é construído com uma ou duas camadas resistivas, sendo uma no topo (translúcida) e outra na base do dispositivo. A fotocorrente é dividida entre os dois contatos de cada camada em função da posição do feixe que ilumina o dispositivo. Em PSD's tetra laterais existe apenas uma única camada resistiva, logo a fotocorrente é divida em duas ou quatro partes (PSD's unidimensionais e PSD's de duas dimensões respectivamente). PSD's tetra laterais fornecem leituras não lineares de posição, no entanto, eles apresentam menores correntes de escuro (em inglês dark current) e possuem rápida resposta comparativamente com o PSD’s duo laterais.

PSD unidimensional

A posição do feixe de luz incidindo a uma distância x do centro do PSD pode ser calculada através da seguinte relação
$\frac{2x}{L}=\frac{I_{x_2} - I_{x_1}}{I_{x_2} + I_{x_1}}$

O modelo elétrico para este modelo de PSD é apresentado na figura a seguir

PSD duo lateral 2D

A posição do feixe pode ser calculada através de

$x = k_x \cdot \frac{I_b - I_d}{I_b + I_d}$

e

$y = k_y \cdot \frac{I_a - I_c}{I_a + I_c}$

O modelo elétrico para este modelo de PSD é apresentado na figura a seguir

Referências

• Operating Principle and Features of PSD (http://sales.hamamatsu.com/assets/pdf/catsandguides/psd_technical_information.pdf)