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    新聞資訊

    [光敏二極管]關于光敏二極管的那些知識

    日期:2021-11-26

    它是一種將光能轉換為電能(電壓或電流)的光傳感器。光敏二極管是一種具有 PN 結的半導體器件。在 p(正)層和 n(負)層之間,存在本征層。光敏二極管接受光能作為輸入以產生電流。它也被稱為光電探測器、光電傳感器或光探測器。光敏二極管工作在反向偏置條件下,即光敏二極管的p-側連接電池(或電源)的負極,n-側連接電池的正極。在內部,光敏二極管具有濾光器、內置透鏡和表面積。當光敏二極管的表面積增加時,會導致響應時間縮短。很少有光敏二極管看起來像發光二極管 (LED)。它有兩個端子,如下所示。較小的端子作為陰極,較長的端子作為陽極。光敏二極管的符號類似于 LED 的符號,但 LED 中的箭頭指向內,而不是指向外。下圖顯示了光敏二極管的符號。


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    光敏二極管一、工作方式

    通常,當光照射 PN 結時,共價鍵被電離。這會產生空穴和電子對。由于電子-空穴對的產生而產生光電流。當能量超過 1.1eV 的光子撞擊二極管時,就會形成電子空穴對。當光子進入二極管的耗盡區時,它以高能量撞擊原子。這導致電子從原子結構中釋放。電子釋放后,產生自由電子和空穴。一般來說,電子帶負電荷,空穴帶正電荷。耗盡能量將具有內置電場。由于該電場,電子-空穴對遠離結。因此,空穴移動到陽極,電子移動到陰極以產生光電流。光子吸收強度和光子能量成正比。當照片的能量較少時,吸收會較多。這整個過程被稱為內光電效應。本征激發和外在激發是發生光子激發的兩種方法。當夾帶中的電子被光子激發到導帶時,就會發生本征激發過程。


    光敏二極管二、光伏模式

    這也稱為零偏置模式。當光敏二極管工作在低頻應用和超強光應用中時,這種模式是首選。當光敏二極管受到閃光的照射時,就會產生電壓。產生的電壓將具有非常小的動態范圍并且具有非線性特性。在這種模式下,當光敏二極管配置有 OP-AMP 時,隨溫度的變化將非常小。


    光敏二極管三、光電導模式

    在這種模式下,光敏二極管將在反向偏置條件下工作。陰極為正極,陽極為負極。當反向電壓增加時,耗盡層的寬度也增加。因此,響應時間和結電容將減少。相比之下,這種操作模式速度快,并且會產生電子噪聲??缱璺糯笃饔米鞴饷舳O管的前置放大器。這種放大器的模式保持電壓保持恒定,使光敏二極管工作在光電導模式。


    光敏二極管四、雪崩二極管模式

    在這種模式下,雪崩二極管在高反向偏置條件下工作。它允許將雪崩擊穿乘以每個光產生的電子-空穴對。因此,這會在光敏二極管內產生內部增益。內部增益增加了設備響應。


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    光敏二極管五、在外部電路中連接光敏二極管

    光敏二極管在反向偏置電路中工作。陽極連接到電路地,陰極連接到電路的正電源電壓。當被光照射時,電流從陰極流向陽極。當光敏二極管與外部電路一起使用時,它們連接到電路中的電源。光敏二極管產生的電流量將非常小。該電流值不足以驅動電子設備。因此,當它們連接到外部電源時,它會為電路提供更多電流。因此,電池用作電源。電池電源有助于增加電流值,這有助于外部設備有更好的性能。


    光敏二極管六、 VI 特性

    光敏二極管在反向偏置條件下工作。沿 X 軸以伏特為單位繪制反向電壓,沿 Y 軸以微安為單位繪制反向電流。反向電流不取決于反向電壓。當沒有光照時,反向電流幾乎為零。存在的最小電流量稱為暗電流。一旦光照度增加,反向電流也線性增加。


    光敏二極管七、產品應用

    光敏二極管用于許多簡單的日常應用。使用它們的原因是光敏二極管對光照的線性響應。當更多的光落在傳感器上時,它會產生大量的電流。電流的增加將顯示在連接到電路的檢流計上。光敏二極管有助于在光耦合器的幫助下提供電隔離。當兩個隔離的電路被光照射時,光耦合器用于光耦合電路。但電路將是電氣隔離的。與傳統設備相比,光耦合器速度更快。光敏二極管還用于安全電子設備,如火災和煙霧探測器。它也用于電視單元。在相機中使用時,它們充當光傳感器。它用于閃爍體電荷耦合器件、光電導體和光電倍增管。光敏二極管還廣泛用于眾多醫療應用中,例如用于分析樣本的儀器、用于計算機斷層掃描的檢測器以及用于血氣監測器。


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