光電二極體的概念、結構、原理、光電特性及應用 | 非營利組織網
2021年2月14日—光電二極體(又稱光敏二極體)是一種常用的光敏器件。和晶體二極體相識,光電二極體也是具有一個PN結的半導體器件,所不同的是光電二極體有一個透明的 ...
光電二極體(又稱光敏二極體)是一種常用的光敏器件。和晶體二極體相識,光電二極體也是具有一個PN結的半導體器件,所不同的是光電二極體有一個透明的窗口,以便使光線能夠照射到PN結上。本文介紹了光電二極體的概念,原理,特性及應用。
一、基本概念
當光照PN結,並在半導體加有反向電壓時,產生的反向電流將隨光照強度和光波長的改變而改變,這種半導體器件加光電二極體。這一轉變過程是光信號變成電信號,也是一個吸收過程。
矽光電二極體是最簡單、使用最廣泛、最具有代表性的光伏效應的光半導體器件。
圖1光電二極體的符號
二、結構
1.外部結構
光電二極體的外部結構(圖2)
2.內部結構
當光照射時,光電二極體的工作原理與光電池的工作原理(如圖3所示)很相似;當光不照射時,光電二極體處於截止狀態,只有少數載流子在反向偏壓的作用下形成微小的反向電流,即暗電流。
3.外形
在光電二極體管殼上有一個能射入光纖的透明玻璃,入射光通過透鏡正好照射在管芯上(如圖4所示)發光二極體是一個具有光敏特性的PN結,它被封裝在管殼內,發光二極體管芯的光敏面是通過擴散工藝在N型單晶矽上形成的一層薄膜,光電二極體的管芯以及管芯上的PN結面積做得較大,而管芯上的電極面積做得較小,PN結的結深比普通半導體二極體做得淺,這些結構上的特點都是為了提高光電轉換的能力,另外,與普通二極體一樣,在矽片上生長了一層二氧化矽保護層,它把PN結的邊緣保護起來,從而提高了管子的穩定性,減少了暗電流。
三、伏安特性
光電二極體是工作在光導模式的結型光伏探測器,它工作在第3 三象限,此時二極體上加反內電場增強,PN 結變寬,少子的漂流運動增強,多子的擴散運動減弱,擴散電流...
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