日期：2023-08-04
將 PN 結器件放置在玻璃材料中，使光能可以通過，就構成了光電二極管，如下圖所示。除PN結外，玻璃材料的其他部分都涂成黑色或金屬化，因為光只照射到PN結。電路中的電流以mA 為單位，可以通過電流表測量。光電二極管在現實生活中具有許多應用，因為它們對光照射表現出線性響應。一些突出的應用是：產生的電流與照度成正比。因此它們可以用作光電探測器來檢測電信號。檢測電路。例如，檢測建筑物中的火災和煙霧。用于太陽能電池板，將光轉換為電能。在我們的房子里，光盤播放器、電視和遙控器也有內置的光電探測器。
光敏二極管一、光通信系統
用于路燈和相機測光表。還用于雷電調節和光通信系統，因為它們的響應時間明顯小于其他芯片。也用于安全目的，尤其是防盜警報器。在這些警報中，電流流動直至輻射暴露不受干擾。然后，當有人進入安全系統并停止輻射到設備上時，警報器開始發出聲音。光電二極管用于邏輯電路、字符識別電路和汽車設備。在電子領域，光電二極管以不同的形式用于不同的應用。光電二極管主要有四種類型：PN(正-負)光電二極管、PIN(正-本征-負)光電二極管、雪崩光電二極管和肖特基光電二極管。
光敏二極管二、工作模式
光電二極管一般由鍺、硅和砷化銦鎵制成。它們利用光電效應原理工作，并以兩種模式工作：光伏模式和光電導模式。
在光伏模式下，不會向器件施加外部反向電勢。該器件暴露在陽光下，光將電子激發到更高的狀態，電子向陰極端子移動，空穴向陽極端子移動。少數載流子流在兩個端子之間產生電勢差。它也稱為零偏模式。該器件以光電導模式連接到電源，并施加反向電勢。當光照射到 PN 結上時，空穴和電子對沿相反方向移動。這是由于施加了反向電勢。結果，該器件表現為光電導器件，并且反向電壓的進一步變化增加了耗盡寬度。
光敏二極管三、PN 結
正如我們所見，光電二極管有一個 PN 結。即使設備沒有暴露在陽光下并且沒有連接到任何外部電源，也會有少量電流在其中流動。這種現象是由于少數載流子，即來自N區的空穴和來自P區的電子，移動并產生微小的反向電流。這種電流稱為暗電流。向器件施加反向電壓時，來自 P 區的電子會受到來自電池負極端子的排斥力。類似地，N 區域的孔會受到電池正極端子的排斥力。由于空穴和電子的復合，PN結處產生耗盡區。空穴和電子的結合在結處產生原子中性層，它將限制任何電流的進一步流動。現在 PN 結暴露在光能下。當光照射到結上時，結表面的溫度將會升高，從而將電子與空穴分離。結果，N 區的電子被吸引向電池的正電位。類似地，P 區的空穴被吸引到電池的負電位。空穴和電子的這種運動將產生通過光電二極管的高反向電流。
光敏二極管四、光伏模式
在光伏模式下，二極管不連接到電源，我們不對二極管施加偏置。可以說，沒有任何有偏見的來源。當光在這種條件下照射到光電二極管上時，它會將電子激發到更高的能態，并導致電子向陰極端子移動，空穴向陽極端子移動。此過程會在兩個端子之間產生電位差。
光敏二極管五、光電導模式
在光電導模式下，二極管連接到電源，我們對二極管進行反向偏置。當光線照射到光電二極管上時，會產生一對電子和空穴，并由于偏置電壓而向相反方向移動。
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