光电二极管

发布时间：2022-08-02 17:57
作者：Ameya360
来源：网络
阅读量：3631

　　光电二极管（Photo-Diode）和普通二极管一样，也是由一个PN结组成的半导体器件，也具有单方向导电特性。但在电路中它不是作整流元件，而是把光信号转换成电信号的光电传感器件。

　　光电二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。它的核心部分也是一个PN结，和普通二极管相比，在结构上不同的是，为了便于接受入射光照，PN结面积尽量做的大一些，电极面积尽量小些，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。

　　光电二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时，反向电流很小（一般小于0.1微安），称为暗电流。当有光照时，携带能量的光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子---空穴对，称为光生载流子。

光电二极管


光电二极管主要特性

　　1、光电二极管的伏安特性。

　　光电二极管的伏安特性是指光电二极管上所产生的光电流与其两端所加电压之间的关系。

　　2、光电二极管的光照特性

　　当光电管的阴极和阳极之间所加的电压一定时，光通量与光电流之间的关系。光照特性曲线的斜率称为光电管的灵敏度。

　　3、光电二极管的光谱特性

　　光电二极管的光电流与入射光的波长的关系叫光谱特性。光子能量的大小与光的波长有关：波长越长，光子具有的能量越小；相反，波长越短，光子具有的能量越大。


光电二极管技术参数

　　1.最高反向工作电压；

　　2.暗电流；

　　3.光电流；

　　4.灵敏度；

　　5.结电容；

　　6.正向压降；

　　7.响应时间。


光电二极管应用

　　PN结型光电二极管与其他类型的光探测器一样，在诸如光敏电阻、感光耦合元件（Charge-coupled Device, CCD）以及光电倍增管等设备中有着广泛应用。它们能够根据所受光的照度来输出相应的模拟电信号（例如测量仪器）或者在数字电路的不同状态间切换（例如控制开关、数字信号处理）。

　　光电二极管在消费电子产品，例如CD播放器、烟雾探测器以及控制电视机、空调的红外线遥控设备中也有应用。对于许多应用产品来说，可以使用光电二极管或者其他光导材料。它们都可以被用于测量光，常常工作在照相机的测光器、路灯亮度自动调节等。

　　所有类型的光传感器都可以用来检测突发的光照，或者探测同一电路系统内部的发光。光电二极管常常和发光器件（通常是发光二极管）被合并在一起组成一个模块，这个模块常被称为光电耦合元件。如果这样就能通过分析接收到光照的情况来分析外部机械元件的运动情况（例如光斩波器）。光电二极管另外一个作用就是在模拟电路以及数字电路之间充当中介，这样两段电路就可以通过光信号耦合起来，这可以提高电路的安全性。

　　在科学研究和工业中，光电二极管常常被用来精确测量光强，因为它比其他光导材料具有更良好的线性。

　　在医疗应用设备中，光电二极管也有着广泛的应用，例如X射线计算机断层成像（computed tomography, CT）以及脉搏探测器。

　　PIN结型光电二极管一般不用来测量很低的光强。然而，如果光强足够大，雪崩光电二极管、感光耦合元件或者光电倍增管就能发挥作用，例如天文学、光谱学、夜视设备、激光测距仪等应用产品。

　　与光电倍增管的比较比光电倍增管更加优越的特性：

　　1.更好的线性

　　2.从190纳米到1100纳米（硅）的响应光谱范围3.低噪声

　　4.被加固以适应机械挤压

　　5.价格低廉

　　6.结实但自重较轻

　　7.使用寿命长

　　8.无需高压电源即可工作

　　缺点：

　　1.面积太小

　　2.没有内部增益（雪崩光电二极管除外，而且即使是雪崩光电二极管，其内部增益也通常只有102–103 ，远低于光电倍增管的108数量级3.总的来说灵敏度更低

　　4.只有具有特殊设计的产品才能对光子进行记数5.许多产品设计的响应时间更慢


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