光电二极管的工作原理及光电二极管的应用

光电二极管的工作原理光电二极管是一种将光信号转换为电信号的半导体器件。它的核心部分也是PN结。
与普通二极管相比，结构上的差异在于，为了便于接收入射光，应使PN结面积尽可能大，电极面积应尽可能小，并且PN结的结深很深浅，通常小于1微米。光电二极管在反向电压的作用下工作。
当没有光时，反向电流非常小（通常小于0.1微安），这称为暗电流。当有光时，携带能量的光子进入PN结，并将能量转移到共价键上的键合电子上，从而使部分电子脱离共价键，从而生成电子-空穴对，它们是称为光生载流子。
它们在反向电压的作用下参与漂移运动，这使得反向电流明显更大。光的强度越大，反向电流越大。
该特性称为“光电导”。在一般照度的照耀下，光电二极管产生的电流称为光电流。
如果将负载连接到外部电路，则会在负载上获得电信号，并且该电信号会随光线的变化而相应地变化。光电二极管是广泛用于电子电路中的光敏器件。
光电二极管与普通二极管一样具有PN结。不同之处在于，光电二极管的外壳上有一个透明窗口，用于接收光并实现光电转换。
电路图中的文本符号通常为VD。光电二极管的特性光电二极管具有五个特性：光谱特性，伏安特性，光特性，温度特性和频率响应特性。
光电二极管与普通二极管相似，因为它们都具有放大电流的作用。不同之处在于其集电极电流不仅受基本电路和电流控制，还受光辐射控制。
通常情况下，不引出底座，而是引出一些底座，引出底座具有温度补偿和附加控制的功能。当光敏PN结暴露于光辐射时，它将形成光电流，产生的光电流从基极进入发射极，然后在集电极环路中获得放大的信号电流。
由不同材料制成的光敏极管具有不同的光谱特性。光电二极管的应用PN结光电二极管与其他类型的光电检测器一样，已广泛用于诸如光敏电阻，光敏耦合元件和光电倍增管的设备中。
它们可以根据接收到的光的照度输出相应的模拟电信号（例如测量仪器）或在数字电路的不同状态之间进行切换（例如控制开关，数字信号处理）。光电二极管还用于消费类电子产品中，例如CD播放器，烟雾探测器和控制电视和空调的红外遥控设备。
对于许多应用，可以使用光电二极管或其他光导材料。它们都可以用来测量光线，通常可以在相机的光度计中工作，可以自动调节路灯亮度等。
所有类型的光传感器都可以用来检测突然的光线，或者检测同一电路系统内部的光线。 。
光电二极管通常与发光器件（通常是发光二极管）结合在一起以形成模块，该模块通常被称为光电耦合元件。这样，可以通过分析接收到的光来分析外部机械组件（例如光学斩波器）的运动。
光电二极管的另一功能是充当模拟电路和数字电路之间的中介，因此两个电路可以通过光信号耦合，从而可以提高电路的安全性。在科研和工业中，光电二极管通常用于精确测量光强度，因为它们具有比其他导光材料更好的线性度。
在医疗应用设备中，光电二极管也具有广泛的应用，例如X射线计算机断层扫描和脉冲检测器。 PIN结光电二极管通常不用于测量非常低的光强度。
如果在弱光条件下需要高灵敏度检测器，则雪崩光电二极管，光敏耦合元件或光电倍增管可以发挥作用，例如天文学，光谱学，夜视设备，激光测距仪和其他应用。 q