日期：2024-07-11
光敏二極管是一種雙端電子設(shè)備，當(dāng)暴露在光線下時(shí)，電流開始在二極管中流動(dòng)。它僅在反向偏置模式下運(yùn)行。它將光能轉(zhuǎn)換為電能。當(dāng)普通二極管反向偏置時(shí)，反向電流開始隨著反向電壓而增加，同樣的情況也可以應(yīng)用于光電二極管。但在光電二極管的情況下，電流可以在不施加反向電壓的情況下流動(dòng)，光電二極管的 PN 結(jié)被光照射，光能將價(jià)電子趕出，二極管開始導(dǎo)通。
光敏二極管一、構(gòu)造
光敏二極管由兩層 P 型和 N 型半導(dǎo)體組成。其中，P 型材料由輕摻雜的 P 型襯底擴(kuò)散形成。因此，由于擴(kuò)散過程而形成 P+ 離子層。并且在 N 型襯底上生長 N 型外延層。P+ 擴(kuò)散層在 N 型重?fù)诫s外延層上形成。觸點(diǎn)由金屬制成，形成兩個(gè)端子陰極和陽極。二極管的正面分為有源面和非有源面兩種，非有源面由SiO 2 (二氧化硅)構(gòu)成，有源面涂有防反射材料，因光線入射于有源面而得名。而在非活性表面上，光線不會(huì)照射到?；钚詫油坑锌狗瓷洳牧?，因此光能不會(huì)損失，并且最大限度可以轉(zhuǎn)化為電流。整個(gè)裝置的尺寸約為2.5 毫米。
光敏二極管二、工作原理
當(dāng)傳統(tǒng)二極管反向偏置時(shí)，耗盡區(qū)開始擴(kuò)大，由于少數(shù)載流子的存在，電流開始流動(dòng)。隨著反向電壓的增加，反向電流也開始增加。在光電二極管中，無需施加反向電壓即可獲得相同的情況。光敏二極管的結(jié)被光源照射，光子撞擊結(jié)面。光子以光的形式將能量傳遞給結(jié)。由此價(jià)帶中的電子獲得能量，跳入導(dǎo)帶并形成電流。這樣，光電二極管將光能轉(zhuǎn)換為電能。在光線入射到光敏二極管之前，光敏二極管中流動(dòng)的電流稱為暗電流。正如漏電流在傳統(tǒng)二極管中流動(dòng)一樣，暗電流也在光電二極管中流動(dòng)。
光敏二極管三、工作模式
它以光電導(dǎo)和光伏兩種模式運(yùn)行。光電導(dǎo)：當(dāng)光電二極管在反向偏置模式下工作時(shí)，稱為光電導(dǎo)模式。在這種情況下，流入二極管的電流隨入射光的強(qiáng)度線性變化。為了關(guān)閉二極管，應(yīng)為其提供正向電壓。光伏：當(dāng)二極管在無反向偏置的情況下工作時(shí)，即為光伏模式。當(dāng)移除反向偏置時(shí)，電荷載流子掃過結(jié)。勢(shì)壘電位在 N 側(cè)為負(fù)，在 P 側(cè)為正。當(dāng)光敏二極管在移除反向偏壓后連接外部電路時(shí)，P 區(qū)和 N 區(qū)中的少數(shù)載流子都會(huì)返回其原始區(qū)域。這意味著從 N 型穿過結(jié)到 P 型的電子在外部電路的幫助下再次移動(dòng)到 N 側(cè)。并且在結(jié)制造過程中穿過結(jié)并從 P 型移動(dòng)到 N 型的空穴現(xiàn)在將在外部電路的幫助下再次移動(dòng)到 P 側(cè)。因此，電子現(xiàn)在可以從 N 型流出，而空穴可以從 P 型流出，因此在這種情況下，它們表現(xiàn)為電壓電池，以 N 型為負(fù)極，P 型為正極。因此，光電二極管可用作光電導(dǎo)裝置或光伏裝置。
光敏二極管四、VI特性
下圖可幫助您了解光電二極管的特性曲線。由于光電二極管只能在反向偏置模式下運(yùn)行，因此特性顯示在負(fù)區(qū)域。光敏二極管中的反向飽和電流用I 0表示。 它與撞擊二極管表面的光子強(qiáng)度呈線性變化。大反向偏置下的電流是反向飽和電流和短路電流的總和。
光敏二極管五、建造
典型的光敏二極管由兩層 P 型和 N 型半導(dǎo)體制成，它們結(jié)合在一起形成 PN 結(jié)。由于它是一個(gè)光傳感器，因此結(jié)通過用玻璃或光學(xué)透鏡覆蓋而暴露在光線下。透鏡增加了表面積以收集更多光線并增加其強(qiáng)度。光電二極管的其余部分覆蓋在黑色層中或金屬化。光電二極管的結(jié)構(gòu)如下所示。給定的圖顯示了典型 PN 光電二極管的橫截面結(jié)構(gòu)。它由兩層 P 和 N 連接而成。P 型材料是輕摻雜的，而 N 型材料是重?fù)诫s的。由于 (+) 離子從 P 型材料移動(dòng)和 (-) 離子從 N 型材料移動(dòng)，這兩層的連接形成一個(gè)區(qū)域。該區(qū)域沒有任何電荷載體。但是，在這個(gè)耗盡區(qū)上有一個(gè)電場。當(dāng)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)時(shí)，該電場負(fù)責(zé)電流僅在一個(gè)方向上流動(dòng)。這就是光電二極管反向偏置或根本不偏置的原因。正向偏置可能會(huì)永久損壞光電二極管。P+ 有源區(qū)覆蓋有抗反射 AR 層或玻璃，而其余主體則被金屬化或涂成黑色。金屬觸點(diǎn)用于陰極和陽極。
以上就是關(guān)于光敏二極管性能及應(yīng)用解答的分享，相信大家在看了以上的總結(jié)之后，也已經(jīng)對(duì)這方面的知識(shí)有了一定的了解，想要了解更多關(guān)于光敏二極管以及紅外線led的知識(shí)資訊，可以前往官網(wǎng)的客服進(jìn)行咨詢。
關(guān)注微信
技術(shù)支持：百川互聯(lián) Copyright@ 2019 深圳成光興光電技術(shù)股份有限公司 粵ICP備15026167號(hào)-1
