日期：2023-08-29
光電二極管的封裝允許光、紅外線、紫外線或 X 射線輻射到達(dá)設(shè)備的敏感區(qū)域。隨著光電二極管表面積的增加，響應(yīng)時(shí)間通常會縮短。光電二極管在反向偏壓下工作。在科學(xué)和工業(yè)儀器中，光電二極管用于測量光強(qiáng)度，無論是其本身還是作為另一個(gè)屬性的代理。紅外光束上編碼的數(shù)據(jù)(如家庭遙控器中的數(shù)據(jù))可以由光電二極管接收。為了在沒有直接金屬連接的情況下跨電路傳輸信號，可以利用光電二極管來創(chuàng)建光耦合器。
光敏二極管一、特點(diǎn)
光電二極管有五個(gè)特性：光譜特性、伏安特性、光特性、溫度特性和頻率響應(yīng)特性。光電二極管與普通二極管類似，都是放大電流，不同之處在于其集電極電流不僅受基極電路和電流控制，還受光輻射控制。一般情況下，基極不引出，但在某些情況下，將基極引出，引出的基極起到溫度補(bǔ)償和附加控制的作用。當(dāng)具有光敏特性的PN結(jié)受到光輻射時(shí)，就會形成光電流。由此產(chǎn)生的光生電流從基極進(jìn)入發(fā)射極，進(jìn)而在集電極電路中產(chǎn)生放大的信號電流。
光敏二極管二、如何工作?
光電二極管是一種將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的半導(dǎo)體器件。二極管的核心也是PN結(jié)，其結(jié)構(gòu)與普通二極管的不同之處在于，PN結(jié)面積盡可能做大，以利于接收入射光，電極面積保持盡可能小，并且PN結(jié)的結(jié)深很淺，一般小于1μm。光電二極管在反向電壓下工作。無光時(shí)，反向電流很小(一般小于0.1微安)，稱為暗電流。當(dāng)有光時(shí)，攜帶能量的光子進(jìn)入PN結(jié)，將能量傳遞給共價(jià)鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價(jià)鍵，從而產(chǎn)生電子-空穴對，稱為光生載流子。它們在反向電壓的作用下參與漂移運(yùn)動，使得反向電流明顯變大，光的強(qiáng)度越大，反向電流也越大。這種性質(zhì)稱為“光電導(dǎo)性”。光電二極管在正常光照下產(chǎn)生的電流稱為光電流。如果將負(fù)載連接到外部電路，則從負(fù)載獲得電信號，并且該電信號隨光線而變化。光電二極管是廣泛應(yīng)用于電子電路中的光敏器件。光電二極管與普通二極管一樣具有PN結(jié)，不同之處在于光電二極管的外殼內(nèi)有一個(gè)透明窗口，用于接收光線照射進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，電路圖中的文字符號通常為VD。
光敏二極管三、有哪些應(yīng)用?
PN 結(jié)光電二極管的使用方式與光敏電阻、光電耦合器和光電倍增管等器件中其他類型光電探測器的使用方式相同。它們可以根據(jù)接收到的照明(例如在測量儀器中)輸出模擬電信號，或者在數(shù)字電路中的不同狀態(tài)之間切換(例如控制開關(guān)、數(shù)字信號處理)。光電二極管還用于消費(fèi)電子產(chǎn)品，例如 CD 播放器、煙霧探測器以及用于控制電視和空調(diào)的紅外遙控設(shè)備。對于許多應(yīng)用，可以使用光電二極管或其他光電導(dǎo)材料。它們都可以用來測量光，通常用于相機(jī)的光度計(jì)、路燈亮度的自動調(diào)節(jié)等。
光敏二極管四、檢測光
所有類型的光傳感器都可用于檢測突然的光爆發(fā)或檢測同一電路系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)光。光電二極管通常與發(fā)光器件(通常是發(fā)光二極管)組合形成模塊，通常稱為光電耦合元件。如果這樣就可以通過分析接收到的光來分析外部機(jī)械部件(例如光學(xué)斬波器)的運(yùn)動。光電二極管的另一個(gè)作用是充當(dāng)模擬電路和數(shù)字電路之間的中介，以便兩個(gè)部分可以使用光信號進(jìn)行耦合，從而提高電路的安全性。在科學(xué)研究和工業(yè)中，光電二極管經(jīng)常被用來精確測量光強(qiáng)度，因?yàn)樗鼈儽绕渌怆妼?dǎo)材料具有更好的線性度。光電二極管還廣泛用于醫(yī)療應(yīng)用，例如 X 射線計(jì)算機(jī)斷層掃描和脈沖探測器。PIN 結(jié)光電二極管通常不用于測量非常低的光強(qiáng)度。如果在弱光情況下需要高靈敏度探測器，則雪崩光電二極管、光電耦合元件或光電倍增管可能有用，例如在天文學(xué)、光譜學(xué)、夜視設(shè)備、激光測距儀和其他應(yīng)用中。
光敏二極管五、可變電阻
不同的功能：光敏電阻是利用半導(dǎo)體材料等材料來實(shí)現(xiàn)可變電阻的功能，光電二極管是利用半導(dǎo)體材料來實(shí)現(xiàn)二極管的開關(guān)功能。材質(zhì)不同：盡管有時(shí)兩者采用相同的材料，例如硅和砷化鎵，但光敏電阻的材料范圍比光電二極管更寬。參數(shù)不同：光敏電阻的標(biāo)稱阻值、使用環(huán)境溫度(最高工作溫度)、測量功率、額定功率、標(biāo)稱電壓(最高工作電壓)、工作電流、溫度系數(shù)、材料常數(shù)、時(shí)間常數(shù)等，而光電二極管、最大工作電壓、暗電流、光電流、光電靈敏度、響應(yīng)時(shí)間、結(jié)電容和正向壓降等。結(jié)構(gòu)不同：光敏電阻，只有兩個(gè)電極就行，而光電二極管，要求兩個(gè)電極之間形成PN結(jié)，并且為了增大導(dǎo)通電流，一個(gè)電極的面積設(shè)計(jì)得很大，另一個(gè)相對較小。
光敏二極管六、光電流
光電二極管在電路中一般是反向工作的，當(dāng)沒有光照射時(shí)，反向電阻很大，反向電流很小，反向電流稱為暗電流，當(dāng)光照射在PN結(jié)上時(shí)，光子擊中靠近PN結(jié)，使PN結(jié)附近產(chǎn)生光生電子和光生空穴對，它們在PN結(jié)內(nèi)部電場的作用下進(jìn)行定向運(yùn)動，形成光電流。光的照度越大，光電流越大。因此，光電二極管在未受光照射時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài)，而在受光照射時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)。
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