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光電二極管工作原理

信息來源于:互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于:2022-11-08

  光電二極管,英文名稱為Photo-Diode,是二極管的一種,因此具有和普通二極管相同的結(jié)構(gòu),即由一個PN結(jié)構(gòu)成;具有和普通二極管相同的工作特性,即具有單向?qū)щ娦?但光電二極管的用途與普通二極管不同,光電二極管并不作為整流元件存在于電路中,而是作為一種完成光信號到電信號的轉(zhuǎn)換功能的光電傳感器件存在于電路中。

  光電二極管可分為PN型、PIN型、發(fā)射鍵型和雪崩型四種。其中,PN型光電二極管暗電流小、響應(yīng)速度較低,可應(yīng)用于彩色傳感器、光電三極管、照相機曝光計等設(shè)備中;PIN型光電二極管暗電流大、響應(yīng)速度快,可應(yīng)用于高速光的檢測和遙控、寫字筆、傳真等設(shè)備中;發(fā)射鍵型光電二極管使用Au薄膜代替P型半導(dǎo)體,可應(yīng)用與短波光的檢測;雪崩型光電二極管響應(yīng)速度非???,具有倍速作用,可應(yīng)用與高速光通信、高速光檢測。

  普通二極管在正向電壓作用下處于導(dǎo)通狀態(tài),在反向電壓作用下處于截止?fàn)顟B(tài),僅僅能通過相當(dāng)微弱的反向電流。

  光電二極管工作在反向電壓作用下,我們將無光照時極微弱的反向電流稱為暗電流,將有光照時迅速增至幾十微安的反向電流稱為光電流。光強的變化引起反向電流的變化,即將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,可作為光電傳感器件存在于電路中。

  當(dāng)有光照時,反向電流又是如何增大的呢?有光照時,攜帶能量的光子進入PN結(jié),將能量傳遞給共價鍵上的束縛電子,束縛電子能量增至一定程度就后掙脫共價鍵的束縛,成為光生載流子,同時產(chǎn)生電子空穴對。載流子在反向電壓作用下發(fā)生漂移,從而使得反向電流迅速增大,且其增大的程度與光強成正比。

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