日期：2023-07-21
光電二極管與 LED 完全相反。光電二極管不發(fā)射光，而是吸收光并產(chǎn)生電流。如果向光電二極管施加電壓，則電流可以增加，這是一個(gè)稱為偏置的過程。從技術(shù)上講，光電二極管是反向偏置的，這意味著電壓通過光電二極管從陰極傳輸?shù)疥枠O，這與 LED 的方向相反。同樣，產(chǎn)生的電流稱為反向電流，產(chǎn)生的電流量取決于光的亮度。光電二極管非常有用，因?yàn)樗c一些其他組件一起可以充當(dāng)光敏開關(guān)，可以打開或關(guān)閉電路的一部分。
光敏二極管一、產(chǎn)品介紹
光電二極管是感應(yīng)光的二極管。它有兩條腿，有各種形狀和包裝。當(dāng)光照射到光電二極管時(shí)，電流以兩種方式之一流過：要么由光產(chǎn)生小電流，要么光允許更大的電流流過。Vishay光電二極管光電二極管符號(hào)看起來與發(fā)光二極管的符號(hào)相似，只是其箭頭指向內(nèi)部。
光敏二極管二、符號(hào)
如何使用光電二極管當(dāng)您在沒有任何偏置電壓的情況下操作光電二極管時(shí)，照射在其上的光會(huì)在其端子上產(chǎn)生一個(gè)小電壓。如果在其兩端連接一個(gè)電阻，則會(huì)有非常小的電流流過該電阻。這稱為光伏模式，在低頻條件下(即當(dāng)燈不能快速打開和關(guān)閉時(shí))效果最佳。另一方面，當(dāng)它被反向偏置時(shí)，即陽極連接到負(fù)電壓并且陰極連接到正電壓時(shí)，它處于光電導(dǎo)模式。在這種模式下，它的工作方式更像是一個(gè)開關(guān)。光電二極管上的光“關(guān)閉開關(guān)”，電流流過光電二極管：
光敏二極管三、如何工作?
光電二極管內(nèi)部具有 pn 結(jié)，該結(jié)是在 p 型半導(dǎo)體材料與 n 型半導(dǎo)體材料熔合時(shí)形成的。p型半導(dǎo)體材料具有空穴作為正移動(dòng)電荷載流子，而n型半導(dǎo)體材料具有電子作為負(fù)移動(dòng)電荷載流子。pn結(jié)具有帶相反電荷的移動(dòng)載流子，它們相互中和并在結(jié)處形成耗盡區(qū)。它被稱為耗盡區(qū)，因?yàn)樗鼪]有任何移動(dòng)電荷載流子。pn結(jié)中的p型材料部分沒有空穴，因此帶負(fù)電。類似地，pn結(jié)中的n型半導(dǎo)體部分帶正電。當(dāng)足夠能量的光子(或光)落在光電二極管的 pn 結(jié)上時(shí)，它們會(huì)破壞并電離固定原子的共價(jià)鍵。這會(huì)產(chǎn)生新的電子空穴對(duì)。這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。產(chǎn)生的電子被掃向n型材料(因?yàn)閚型材料的耗盡區(qū)帶正電)?？昭ū粧呦?p 型材料(因?yàn)?p 型材料的耗盡區(qū)帶負(fù)電)。這種電荷流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生光電流或簡稱電流。換句話說，光電二極管感測(cè)光并產(chǎn)生電流作為輸出。光電二極管也稱為光電傳感器、光電探測(cè)器或光探測(cè)器。
光敏二極管四、電路工作方式
當(dāng)紅外光(來自火)照射到反向偏置的光電二極管上時(shí)，電流流過它。這會(huì)觸發(fā)晶體管的基極端子。先前關(guān)閉的 BC547 打開并開始在其集電極和發(fā)射極端子之間傳導(dǎo)電流。該電流還流過蜂鳴器，產(chǎn)生警報(bào)，并觸發(fā) LED 發(fā)光。除了蜂鳴器發(fā)出的聲音之外，LED 電阻對(duì)還可以添加燈光指示。如果您想讓電路保持簡單，請(qǐng)隨意跳過它。
光敏二極管五、使用方式
光電二極管有多種使用方式，但最常用的電路是下面兩種使用運(yùn)算放大器( op-amps ) 的電路使用光電二極管的兩種不同方法在光伏電路中，您以正向偏置模式連接光電二極管。光電二極管的陽極連接到運(yùn)算放大器的非反相端子，陰極連接到運(yùn)算放大器的反相端子。當(dāng)光線照射到光電二極管上時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生很小的電壓和電流。運(yùn)算放大器將其放大并輸出電壓。電壓的大小取決于反饋電阻R F的值。在光電導(dǎo)電路中，您以反向偏置模式連接光電二極管。在上面的電路圖中，VR是負(fù)電壓。當(dāng)光線照射到光電二極管時(shí)，會(huì)有小電流通過，并且輸出端會(huì)產(chǎn)生放大的電壓。
光敏二極管六、電壓放大器
在這兩種情況下，運(yùn)算放大器都用作跨阻放大器或電流電壓放大器。查看這個(gè)Arduino 遠(yuǎn)程控制項(xiàng)目，該項(xiàng)目使用光電導(dǎo)模式的光電二極管，封裝為緊湊型紅外接收器。光電二極管的類型光電二極管主要有四種類型：PN 光電二極管：一種用于反向偏置模式的簡單 pn 結(jié)光電二極管。PIN 光電二極管：pn 結(jié)光電二極管，在 p 型和 n 型材料的結(jié)點(diǎn)處具有本征半導(dǎo)體層。當(dāng)需要更大的曝光表面積時(shí)使用它。雪崩光電二極管：一種可在深度反向偏置條件下使用的 pn 結(jié)光電二極管。由于 pn 結(jié)中產(chǎn)生更多數(shù)量的電子空穴對(duì)，因此它具有更高的光伏電流。肖特基光電二極管：由多個(gè)肖特基二極管組成，工作速度更快，波長更大。您可以在大多數(shù)銷售電子元件的商店中找到光電二極管。查看我們的在線電子元件商店列表。
光敏二極管七、光電晶體管
光電二極管和光電晶體管有什么區(qū)別?二極管與光電晶體管非常相似。它們都是光觸發(fā)設(shè)備，在電路中以相同的方式連接。不同之處在于光電晶體管是基極連接有光電二極管的晶體管。當(dāng)光照射到光電二極管時(shí)，電流流過基極，晶體管導(dǎo)通，電流可以流過它。
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