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光敏二極管是什么是做什么是有哪些應(yīng)用
2024-05-20 11:30:04
光敏二極管也叫光電二極管。光敏二極管與半導(dǎo)體二極管在結(jié)構(gòu)上是類似的,其管芯是一個(gè)具有光敏特征的PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?，因此工作時(shí)需加上反向電壓。無光照時(shí)，有很小的飽和反向漏電流，即暗電流，此時(shí)光敏二極管截止。當(dāng)受到光照時(shí),飽和反向漏電流大大增加，形成光電流,它隨入射光強(qiáng)度的變化而變化。當(dāng)光線照射PN結(jié)時(shí)，可以使PN結(jié)中產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，使少數(shù)載流子的密度增加。這些載流子在反向電壓下漂移，使反向電流增加。因此可以利用光照強(qiáng)弱來改變電路中的電流。常見的有2CU、2DU等系列。
光敏二極管工作原理
光敏二極管是將光信號(hào)變成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件。它的核心部分也是一個(gè)PN結(jié)，和普通二極管相比，在結(jié)構(gòu)上不同的是，為了便于接受入射光照，PN結(jié)面積盡量做的大一些，電極面積盡量小些，而且PN結(jié)的結(jié)深很淺，一般小于1微米。
光敏二極管是在反向電壓作用之下工作的。沒有光照時(shí)，反向電流很?。ㄒ话阈∮?.1微安），稱為暗電流。當(dāng)有光照時(shí)，攜帶能量的光子進(jìn)入PN結(jié)后，把能量傳給共價(jià)鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價(jià)鍵，從而產(chǎn)生電子---空穴對(duì)，稱為光生載流子。
它們?cè)诜聪螂妷鹤饔孟聟⒓悠七\(yùn)動(dòng)，使反向電流明顯變大，光的強(qiáng)度越大，反向電流也越大。這種特性稱為“光電導(dǎo)”。光敏二極管在一般照度的光線照射下，所產(chǎn)生的電流叫光電流。如果在外電路上接上負(fù)載，負(fù)載上就獲得了電信號(hào)，而且這個(gè)電信號(hào)隨著光的變化而相應(yīng)變化。
光敏二極管是電子電路中廣泛采用的光敏器件。光敏二極管和普通二極管一樣具有一個(gè)PN結(jié)，不同之處是在光敏二極管的外殼上有一個(gè)透明的窗口以接收光線照射，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，在電路圖中文字符號(hào)一般為VD。
光敏二極管基本特性
（1）光譜特性
（2）伏安特性
（3）光照特性
（4）溫度特性
（5）頻率響應(yīng)特性
光敏二極管應(yīng)用
PN結(jié)型光電二極管與其他類型的光探測(cè)器一樣，在諸如光敏電阻、感光耦合元件以及光電倍增管等設(shè)備中有著廣泛應(yīng)用。它們能夠根據(jù)所受光的照度來輸出相應(yīng)的模擬電信號(hào)（例如測(cè)量?jī)x器）或者在數(shù)字電路的不同狀態(tài)間切換（例如控制開關(guān)、數(shù)字信號(hào)處理）。
光電二極管在消費(fèi)電子產(chǎn)品，例如CD播放器、煙霧探測(cè)器以及控制電視機(jī)、空調(diào)的紅外線遙控設(shè)備中也有應(yīng)用。對(duì)于許多應(yīng)用產(chǎn)品來說，可以使用光電二極管或者其他光導(dǎo)材料。它們都可以被用于測(cè)量光，常常工作在照相機(jī)的測(cè)光器、路燈亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)等。
所有類型的光傳感器都可以用來檢測(cè)突發(fā)的光照，或者探測(cè)同一電路系統(tǒng)內(nèi)部的發(fā)光。光電二極管常常和發(fā)光器件（通常是發(fā)光二極管）被合并在一起組成一個(gè)模塊，這個(gè)模塊常被稱為光電耦合元件。如果這樣就能通過分析接收到光照的情況來分析外部機(jī)械元件的運(yùn)動(dòng)情況（例如光斬波器）。光電二極管另外一個(gè)作用就是在模擬電路以及數(shù)字電路之間充當(dāng)中介，這樣兩段電路就可以通過光信號(hào)耦合起來，這可以提高電路的安全性。
在科學(xué)研究和工業(yè)中，光電二極管常常被用來精確測(cè)量光強(qiáng)，因?yàn)樗绕渌鈱?dǎo)材料具有更良好的線性。
在醫(yī)療應(yīng)用設(shè)備中，光電二極管也有著廣泛的應(yīng)用，例如X射線計(jì)算機(jī)斷層成像以及脈搏探測(cè)器。
PIN結(jié)型光電二極管一般不用來測(cè)量很低的光強(qiáng)。如果弱光情況下需要高靈敏度探測(cè)器，雪崩光電二極管、感光耦合元件或者光電倍增管就能發(fā)揮作用，例如天文學(xué)、光譜學(xué)、夜視設(shè)備、激光測(cè)距儀等應(yīng)用產(chǎn)品。
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