日期：2024-07-11
光敏二極管是一種雙端電子設備，當暴露在光線下時，電流開始在二極管中流動。它僅在反向偏置模式下運行。它將光能轉換為電能。當普通二極管反向偏置時，反向電流開始隨著反向電壓而增加，同樣的情況也可以應用于光電二極管。但在光電二極管的情況下，電流可以在不施加反向電壓的情況下流動，光電二極管的 PN 結被光照射，光能將價電子趕出，二極管開始導通。
光敏二極管一、構造
光敏二極管由兩層 P 型和 N 型半導體組成。其中，P 型材料由輕摻雜的 P 型襯底擴散形成。因此，由于擴散過程而形成 P+ 離子層。并且在 N 型襯底上生長 N 型外延層。P+ 擴散層在 N 型重摻雜外延層上形成。觸點由金屬制成，形成兩個端子陰極和陽極。二極管的正面分為有源面和非有源面兩種，非有源面由SiO 2 (二氧化硅)構成，有源面涂有防反射材料，因光線入射于有源面而得名。而在非活性表面上，光線不會照射到。活性層涂有抗反射材料，因此光能不會損失，并且最大限度可以轉化為電流。整個裝置的尺寸約為2.5 毫米。
光敏二極管二、工作原理
當傳統二極管反向偏置時，耗盡區開始擴大，由于少數載流子的存在，電流開始流動。隨著反向電壓的增加，反向電流也開始增加。在光電二極管中，無需施加反向電壓即可獲得相同的情況。光敏二極管的結被光源照射，光子撞擊結面。光子以光的形式將能量傳遞給結。由此價帶中的電子獲得能量，跳入導帶并形成電流。這樣，光電二極管將光能轉換為電能。在光線入射到光敏二極管之前，光敏二極管中流動的電流稱為暗電流。正如漏電流在傳統二極管中流動一樣，暗電流也在光電二極管中流動。
光敏二極管三、工作模式
它以光電導和光伏兩種模式運行。光電導：當光電二極管在反向偏置模式下工作時，稱為光電導模式。在這種情況下，流入二極管的電流隨入射光的強度線性變化。為了關閉二極管，應為其提供正向電壓。光伏：當二極管在無反向偏置的情況下工作時，即為光伏模式。當移除反向偏置時，電荷載流子掃過結。勢壘電位在 N 側為負，在 P 側為正。當光敏二極管在移除反向偏壓后連接外部電路時，P 區和 N 區中的少數載流子都會返回其原始區域。這意味著從 N 型穿過結到 P 型的電子在外部電路的幫助下再次移動到 N 側。并且在結制造過程中穿過結并從 P 型移動到 N 型的空穴現在將在外部電路的幫助下再次移動到 P 側。因此，電子現在可以從 N 型流出，而空穴可以從 P 型流出，因此在這種情況下，它們表現為電壓電池，以 N 型為負極，P 型為正極。因此，光電二極管可用作光電導裝置或光伏裝置。
光敏二極管四、VI特性
下圖可幫助您了解光電二極管的特性曲線。由于光電二極管只能在反向偏置模式下運行，因此特性顯示在負區域。光敏二極管中的反向飽和電流用I 0表示。 它與撞擊二極管表面的光子強度呈線性變化。大反向偏置下的電流是反向飽和電流和短路電流的總和。
光敏二極管五、建造
典型的光敏二極管由兩層 P 型和 N 型半導體制成，它們結合在一起形成 PN 結。由于它是一個光傳感器，因此結通過用玻璃或光學透鏡覆蓋而暴露在光線下。透鏡增加了表面積以收集更多光線并增加其強度。光電二極管的其余部分覆蓋在黑色層中或金屬化。光電二極管的結構如下所示。給定的圖顯示了典型 PN 光電二極管的橫截面結構。它由兩層 P 和 N 連接而成。P 型材料是輕摻雜的，而 N 型材料是重摻雜的。由于 (+) 離子從 P 型材料移動和 (-) 離子從 N 型材料移動，這兩層的連接形成一個區域。該區域沒有任何電荷載體。但是，在這個耗盡區上有一個電場。當產生電子-空穴對時，該電場負責電流僅在一個方向上流動。這就是光電二極管反向偏置或根本不偏置的原因。正向偏置可能會永久損壞光電二極管。P+ 有源區覆蓋有抗反射 AR 層或玻璃，而其余主體則被金屬化或涂成黑色。金屬觸點用于陰極和陽極。
以上就是關于光敏二極管性能及應用解答的分享，相信大家在看了以上的總結之后，也已經對這方面的知識有了一定的了解，想要了解更多關于光敏二極管以及紅外線led的知識資訊，可以前往官網的客服進行咨詢。
關注微信
技術支持：百川互聯 Copyright@ 2019 深圳成光興光電技術股份有限公司 粵ICP備15026167號-1
