光電二極管(也叫光敏二極管)是將光信號(hào)變成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件，與光敏電阻相比具有靈敏度高、高頻性能好，可靠性好、體積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。光電二極管和普通二極管一樣具有一個(gè)PN結(jié)，不同之處是在光電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。

光電二極管

工作原理

光電二極管的核心部分是一個(gè)PN 結(jié)，為了便于接受入射光照，在光電二極管的管殼上有一個(gè)能射入光線的窗口，窗口上鑲著玻璃透鏡，光線可通過(guò)透鏡照射到管芯，而且PN結(jié)面積盡量做的大一些，電極面積盡量小些， PN 結(jié)的結(jié)深很淺，一般小于1微米，這主要是為了提高光的轉(zhuǎn)換效率。

其基本原理是當(dāng)光照在二極管上時(shí)，被吸收的光能轉(zhuǎn)換成電能。光電二極管工作在反向電壓作用下，只通過(guò)微弱的電流(一般小于0.1微安)，稱為暗電流，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)鍵上的電子，使有些電子掙脫共價(jià)鍵，而產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，稱為光生載流子，因?yàn)楣馍d流子的數(shù)目是有限的，而光照前多子的數(shù)目遠(yuǎn)大于光生載流子的數(shù)目，所以光生載流子對(duì)多子的影響是很小的，但少子的數(shù)目少有比較大的影響，這就是為什么光電二極管是工作在反向電壓下而不是正向電壓下，于是在反向電壓作用下被光生載流子影響而增加的少子參加漂流運(yùn)動(dòng)，在P區(qū)，光生電子擴(kuò)散到PN結(jié)，如果P區(qū)厚度小于電子擴(kuò)散長(zhǎng)度，那么大部分光生電子將能穿過(guò)P區(qū)到達(dá)PN結(jié)，在N區(qū)也是相同的道理，也因此光電二極管在制作時(shí)，PN結(jié)的結(jié)深很淺，以促使少子的漂移。

綜上若光的強(qiáng)度越大，反向電流也就越大，這種特性稱為光導(dǎo)電，而這種現(xiàn)象引起的電流稱為光電流。總的來(lái)說(shuō)光電二極管的工作是一個(gè)吸收的過(guò)程，它將光的變化轉(zhuǎn)換成反向電流的變化，光照產(chǎn)生電流和暗電流的綜合就是光電流，因此光電二極管的暗電流因盡量最小化來(lái)提器件對(duì)光的靈敏度，光的強(qiáng)度與光電流成正比，因而就可以把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

基本工作原理圖

以上就是光電二極管的工作原理介紹了，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(lái)說(shuō)，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)等等。
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