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光電二極管的工作原理介紹

返回列表來源:壹芯微 發布日期 2022-01-05 瀏覽:-

光電二極管的工作原理介紹

光電二極管(也叫光敏二極管)是將光信號變成電信號的半導體器件,與光敏電阻相比具有靈敏度高、高頻性能好,可靠性好、體積小、使用方便等優點。光電二極管和普通二極管一樣具有一個PN結,不同之處是在光電二極管的外殼上有一個透明的窗口以接收光線照射,實現光電轉換,在電路圖中文字符號一般為VD。

光電二極管

光電二極管

工作原理

光電二極管的核心部分是一個PN結,為了便于接受入射光照,在光電二極管的管殼上有一個能射入光線的窗口,窗口上鑲著玻璃透鏡,光線可通過透鏡照射到管芯,而且PN結面積盡量做的大一些,電極面積盡量小些,PN結的結深很淺,一般小于1微米,這主要是為了提高光的轉換效率。

其基本原理是當光照在二極管上時,被吸收的光能轉換成電能。光電二極管工作在反向電壓作用下,只通過微弱的電流(一般小于0.1微安),稱為暗電流,有光照時,攜帶能量的光子進入PN結后,把能量傳給共價鍵上的電子,使有些電子掙脫共價鍵,而產生電子-空穴對,稱為光生載流子,因為光生載流子的數目是有限的,而光照前多子的數目遠大于光生載流子的數目,所以光生載流子對多子的影響是很小的,但少子的數目少有比較大的影響,這就是為什么光電二極管是工作在反向電壓下而不是正向電壓下,于是在反向電壓作用下被光生載流子影響而增加的少子參加漂流運動,在P區,光生電子擴散到PN結,如果P區厚度小于電子擴散長度,那么大部分光生電子將能穿過P區到達PN結,在N區也是相同的道理,也因此光電二極管在制作時,PN結的結深很淺,以促使少子的漂移。

綜上若光的強度越大,反向電流也就越大,這種特性稱為光導電,而這種現象引起的電流稱為光電流??偟膩碚f光電二極管的工作是一個吸收的過程,它將光的變化轉換成反向電流的變化,光照產生電流和暗電流的綜合就是光電流,因此光電二極管的暗電流因盡量最小化來提器件對光的靈敏度,光的強度與光電流成正比,因而就可以把光信號轉換成電信號。

基本工作原理

基本工作原理圖

以上就是光電二極管的工作原理介紹了,光電二極管在消費電子產品,例如CD播放器、煙霧探測器以及控制電視機、空調的紅外線遙控設備中也有應用。對于許多應用產品來說,可以使用光電二極管或者其他光導材料。它們都可以被用于測量光,常常工作在照相機的測光器、路燈亮度自動調節等等。

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