日期：2023-02-13
有光時，帶能量的光子進入PN結，將能量傳遞給共價鍵上的電子。一些電子脫離共價鍵，產(chǎn)生電子-空穴對，也稱為光生載流子。光生載流子的數(shù)量是有限的，光前的多數(shù)載流子數(shù)量遠大于光生載流子的數(shù)量。因此，光生載流子對載流子數(shù)量的影響很小，但少數(shù)載流子的數(shù)量影響很大。這就是光電二極管在反向電壓而不是正向電壓下工作的原因。因此，在反向電壓下，由光生載流子增加的少數(shù)載流子參與漂移運動。在 P 區(qū)，光生電子擴散到 PN 結。如果 P 區(qū)厚度小于電子擴散長度，則大部分光生電子將通過 P 區(qū)到達 PN 結。N區(qū)也是如此。
光敏二極管一、光電流
光敏二極管工作在反向狀態(tài)，其反向電流隨著光強的增加而增加。無光時，反向電流很小(一般小于0.1μa )，稱為暗電流。而此時的反向電阻為幾十mΩ 。有光時會形成反向電流，稱為光電流。此時，光電二極管的反向電阻下降到幾kΩ。
暗電流：在光電導模式下，當沒有光時，通過光電二極管的電流為暗電流。光電二極管中的暗電流包括半導體結的輻射電流和飽和電流。必須提前測量。特別是在精密光功率測量中，必須仔細考慮和糾正暗電流引起的誤差。
光敏二極管二、響應時間
響應速率是光導模式下的光電流與應急燈的比值，單位為 A/W。響應特性也可以表示為光電二極管的量子效率，即光產(chǎn)生的載流子數(shù)與應急光光子數(shù)之比。噪聲等效功率(NEP)，噪聲等效功率是指產(chǎn)生光電流所需的最小光功率，它等于 1 Hz 時噪聲功率的 RMS。它大約等于光電二極管的最小可檢測輸入功率。VI 光電二極管應用具體的光電二極管應用是：光電管，光電管本質上是一個大面積的PN結。當光線照射到一個 PN 結表面，如 P 區(qū)表面時，如果光子能量大于半導體材料的禁帶帶寬，則 P 區(qū)中的每個光子都會產(chǎn)生一個自由電子-空穴對。
光敏二極管三、電動勢
空穴對迅速向內擴散，并在結電場下形成與光強相關的電動勢。這時候，如果我們把它作為電源，連接到外部電路，只要有光，它就會持續(xù)供電，這就是光電池。換句話說，光電池是一種沒有偏置電壓的PN結光電器件。它可以直接將光能轉化為電能。根據(jù)光電池的用途，可分為太陽能光電池和測量光電池。光電二極管和光電池的區(qū)別光電池：用于能量轉換。優(yōu)點：提高轉化率。光電二極管：用于檢測。優(yōu)點：靈敏度高、響應快、量子效率高。
光敏二極管三、太陽能電池
太陽能電池是一種半導體器件，如下圖所示。當陽光照射到半導體上時，一部分被反射，其余部分被吸收或穿透半導體。
一些吸收的光變成熱，而其他光子與構成半導體的價電子碰撞，從而產(chǎn)生電子-空穴對。這樣，光能就轉化為電能。因此，在太陽光照射后，太陽能電池的兩端會產(chǎn)生直流電壓，從而將太陽光能量直接轉化為直流電流。如果我們將金屬引線焊接到 P 層和 N 層，并連接負載，電流將流過外部電路。這樣，如果我們把光電管串并聯(lián)起來，就可以產(chǎn)生一定的電壓和電流，從而輸出功率。
光敏二極管四、光伏發(fā)電照明系統(tǒng)
光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽能電池將太陽能轉化為電能的發(fā)電系統(tǒng)。它利用光伏效應。主要部件是太陽能電池、蓄電池、控制器和逆變器?？煽啃愿?、使用壽命長、無污染、獨立發(fā)電、光電二極管并網(wǎng)運行。由于光電二極管光伏模式受光線、溫度等外界環(huán)境因素影響較大，工作點變化較快。有獨立發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)：獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)是一種不接入電網(wǎng)的發(fā)電方式。它需要電池來為夜間儲存能量。
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