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光敏二极管工作原理详解

光敏二极管,其实就是一种光探测器,它可以将光根据使用方式,转换成电流或者电压信号。光敏二极管和普通二极管相比虽然都属于单向导电的非线性半导体器件,但在结构上比较特殊。光敏二极管使用时必须反向接入电路中,即正极接电源负极,负极接电源正极。它的管芯通常使用一个具有光敏特征的PN结,PN结对光的变化非常敏感,具有单向导电性,而且当光强不同的时候会自动的改变电学特性,因此,可以利用光照强弱来改变电路中的电流。
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 光敏二极管,就是我们通常所说的光电二极管,它是一种能够将光根据人们所要使用的方式,转换成电流或者电压信号的光探测器,简单来说它就是一种探测器。它的管芯通常使用一个具有光敏特征的PN结,PN结对光的变化非常敏感,具有单向导电性,而且当光强不同的时候会自动的改变电学特性,因此,可以利用光照强弱来改变电路中的电流。光敏二极管在使用上除了用做开关的方式之外还有很多其他的功能。今天我们就来了解一下二极管的工作原理,看看它是怎么为人们提供便利的。

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光敏二极管-简介

 

 相信有很多的读者并不知道光敏二极管是什么物件。通常人们又将光敏二极管叫做光电二极管。它与半导体二极管在结构上是有很多类似的地方,它所使用的管芯是一个具有光敏特征的PN结,这种PN结具有单向导电性,因此它在工作的时候需加上反向电压,这样才更加的有用和安全。没有光照的时候,它有很小的饱和反向漏电流,也就是我们所说的暗电流。当受到光照的时候,里面的饱和反向漏增大,形成光电流,电流的强度随入射光强度的变化而变化。当光线照射到PN结时,可以使PN结中产生电子一空穴对,使少数载流子的密度增加。一般利用光照强弱来改变电路中的电流。


 

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光敏二极管-特性

 

 光敏二极管的特性有五个:光谱特性、伏安特性、光照特性、温度特性以及频率响应特性。光敏二极管和普通二极管相似,都对电流有放大的作用,不同的是它的集电极电流不只是受基极电路和电流控制,它还要受光辐射的控制。一般情况下基极不引出,但有些的基极有引出,引出的基极有温度补偿和附加控制等作用。当具有光敏特性的PN结受到光辐射时,就会形成光电流,产生的光生电流由基极进入到发射极,进而在集电极回路中得到一个放大了的信号电流。用不同材料制作而成的光敏极管具有不同的光谱特性。


 

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光敏二极管-工作原理

 

 了解了光敏二极管是什么物件,我们来看看它的工作原理是什么吧。光敏二极管其实是一种将光信号变成电信号的半导体器件。PN结是它的核心部分,在结构上和普通二极管是不同的,为了方便接受更多的入射光照,人们通常将PN结面积尽量做的大一些,电极面积尽量做的小一些,一般来说PN结的结深很浅,通常小于1微米。它是在反向电压作用之下进行工作的。当没有光照的时候,反向电流就很小,就是我们所说的暗电流。当有光照的时候,携带能量的光子进入PN结后,会把能量传给束缚电子,使部分电子挣脱共价键,产生电子-空穴对,称为光生载流子。


 

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光敏二极管-工作原理

 

 我们继续来看光敏二极管的工作原理。在电子电路采用的光敏器件中光敏二极管、光敏三极管得到了广泛的运用。具有一个PN结是光敏二极管和普通二极管一样的地方,在光敏二极管的外壳上有一个透明的窗口用来接收光线照射,从而实现光电转换,是它与普通二极管不同的地方。而光敏三极管不仅具有光电转换的功能,还具有放大功能,在电路图中文字符号一般为VT。因为光敏三极管输入信号为光信号,所以只有集电极和发射极两个引脚线。光敏三极管外壳也有一个透明窗口,用来接收光线照射,这一点和光敏二极管一样。


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