日期：2023-01-04
光敏二極管定義——一種用作光電探測器的半導(dǎo)體二極管。光電二極管的用途是將能量從光子轉(zhuǎn)換成電流。當(dāng)光子的能量被半導(dǎo)體表面吸收時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電流。在沒有光源參與的情況下，也會(huì)產(chǎn)生微不足道的電流。增加光電二極管的吸收面積會(huì)增加光的吸收，但也會(huì)增加響應(yīng)時(shí)間，即產(chǎn)生強(qiáng)度的時(shí)間。它的電氣特性取決于照亮它的光輻射。由于其具有透明窗口的特征外殼，很容易在其他半導(dǎo)體二極管中識(shí)別出該元件。內(nèi)部光電二極管組件構(gòu)造基于
pn 結(jié)或 pin 結(jié)構(gòu)(pin-在兩個(gè) pn 摻雜半導(dǎo)體晶體之間具有本征或未摻雜層)。
光敏二極管一、工作原理
當(dāng)光敏二極管被光子(光)照射時(shí)，能量被傳送到光電二極管結(jié)——發(fā)生少數(shù)載流子的注入，其中產(chǎn)生空穴和電子對(duì)。它會(huì)導(dǎo)致電流的產(chǎn)生，電流與“施加”在光電二極管上的光通量成正比(光電效應(yīng))。流過結(jié)的總電流是兩個(gè)分量的總和：飽和電流(暗電流)和取決于照明強(qiáng)度的電流。自由電子被 n 型區(qū)域邊界上的帶正電粒子吸引，而空穴則滲透到 p 型區(qū)域中。
光敏二極管二、運(yùn)作模式
光伏模式(無偏置模式) ——光電二極管充當(dāng)電流源。當(dāng)它的結(jié)被光子照亮?xí)r，它會(huì)產(chǎn)生 EMF(電動(dòng)勢)，也就是電流。這種現(xiàn)象稱為光伏現(xiàn)象，是太陽能電池的基礎(chǔ)。我們可以說，典型的太陽能電池只是一個(gè)更大的光電二極管，光電導(dǎo)模式 (反向偏置模式) ——通常，反向電壓被施加到光電二極管(陰極相對(duì)于陽極的反向偏置)以加寬耗盡層，從而降低結(jié)的電容。(如果您對(duì)我在說什么感到困惑，請(qǐng)查看這篇關(guān)于半導(dǎo)體二極管內(nèi)部構(gòu)造的文章。)在沒有組件照明的情況下，所謂的暗電流流動(dòng)，其值較低。此外，反向偏置對(duì)暗電流也有影響。點(diǎn)亮后，少數(shù)載流子數(shù)量增加，導(dǎo)致反向電流增加。
光敏二極管三、電流表
器件的 PN 連接器放入玻璃材料中。這是為了讓光能通過它?？紤]到只有連接器受到輻射，玻璃材料的其他各個(gè)部分被涂成黑色或金屬化。通用單元的尺寸非常小，幾乎只有 2.5 毫米。值得記住的是，流過該裝置的電流由微安組成，由電流表確定。
光敏二極管四、如何工作的
表示半導(dǎo)體二極管被能量高于 Eg 帶隙的電磁輻射點(diǎn)亮。當(dāng)這種輻射在結(jié)的面積電荷區(qū)和/或結(jié)兩側(cè)鄰近該區(qū)域的材料中被吸收時(shí)，產(chǎn)生的電子-空穴組被結(jié)的電場分開。少數(shù)載體特別重要。如果接頭的外部電路短路，這些載體會(huì)向接頭移動(dòng)并產(chǎn)生增加的反向電流。如果關(guān)節(jié)是開放的，則可能會(huì)在關(guān)節(jié)的末端出現(xiàn)區(qū)別。這就是光伏效應(yīng)：當(dāng)關(guān)節(jié)被點(diǎn)亮?xí)r，可以獲得電流或電壓源，即電源。另一方面，多數(shù)載流子的濃度幾乎不會(huì)因光的吸收而改變，要發(fā)生光伏現(xiàn)象，必須滿足以下條件。
光敏二極管五、靜電預(yù)期
在輻射的影響下，半導(dǎo)體中應(yīng)產(chǎn)生冗余的正負(fù)電荷載流子;不同指標(biāo)的冗余載流子應(yīng)該被一些靜電不均勻性分開。當(dāng)產(chǎn)生靜電預(yù)期區(qū)別時(shí)，光電二極管中的電荷分離可以發(fā)生，例如，存在于 pn 結(jié)、金屬-半導(dǎo)體接觸或半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)處。創(chuàng)建的自由載流子必須保持其流動(dòng)性足夠的時(shí)間以達(dá)到產(chǎn)生電荷分裂的不均勻性。
光敏二極管六、暗電阻
的確，即使在非常黑暗的條件下，半導(dǎo)體晶體中也始終存在一些少數(shù)電荷載流子——由于不可避免的污染和晶體的自然熱激發(fā)，半導(dǎo)體晶體中的這些少數(shù)電荷載流子存在。因此，即使在黑暗中，二極管中肯定會(huì)有一點(diǎn)點(diǎn)和連續(xù)的反向飽和電流。該電流用于光電二極管，該電流也稱為暗電流。最佳穩(wěn)健反向電壓與光電二極管的暗電流之比稱為該二極管的暗電阻。當(dāng)我們用光敏二極管時(shí)，反向電流肯定會(huì)增強(qiáng)。這種聯(lián)系是線性的。反向電流的值與事件光的強(qiáng)度成正比。如果我們提高光的強(qiáng)度，反向電流大約是一個(gè)特定值。電流肯定不會(huì)隨著光強(qiáng)的升高而升高。我們稱這個(gè)反向電流的最大值為光敏二極管的飽和電流。
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