光电二极管(photodiode )
光电二极管有两个引脚,它可以把光能直接转换成电流。如果把光电二极管的正负引脚用导线连接起来,并把它放在黑暗中,导线中将不会有电流流过。但如果用光照射,光电二极管立刻就变成一个小电流源,且电流从辅机流出而进入正极。光电二级管的电路符号如图1所示。
在无线电通信中,检测近红外高速脉冲的常用器件是光电二极管。由于光电二极管的光电荷响应特性良好,在光强度计电路中也常使用它(如照相机光强计、
入侵报警器等)。
正极
图1负极
1光电二级管的工作原理
光电二极管由一片很薄的N型半导体和一片很厚的P型半导体结合在一起而组成(N型半导体侧有丰富的电子,P型半导体侧有丰富的空穴,如图2所示)。此PN结的N侧作为负极,P侧作为正极。如果用光照射此元件,许多光子将通过N型半导体进入P型半导体。进入P区的部分光子将会与束缚电子碰撞而将其分离原来的位置,并在此过程中产生空穴。如果碰撞在PN结附近进行,被逐出电子将越过PN结。结果,在N侧额外增加了电子而在P侧额外增加了空穴。正负电荷的分离使得在PN结两侧形成了电位差。此时,如果用一根导线将负极(N侧)与正极(P侧),电子将从有丰富电子的负极流向有丰富空穴的正极(或按习惯,认为电流从正极通过导线流向负极)。光电二极管常采用带窗口的塑料或金属封装方式,窗口中肯能装有放大镜和滤光片。
薄层
电流
图2光电二级管工作原理图
2光电二级管的基本应用
光电电流源
在图(a)中,光电二极管的作用是将光能直接转换成电流。该电流可用电流表测量。光的输入强度(亮度)和输出电流成线性关系,如图(b)所示。光电导应用
单个光电二极管可能无法产生足够大的电流来驱动一个光电电路。通常它与一个电压源合在一起使用。图(a)中,光电二极管以反向偏置的方向与电压源相连。当处于黑暗中时,只有很小的暗电流(纳安数量级)通过光电二极管。用光照射光电二极管时,通过它的电流增大。本电路与前述电路不同的地方是利用电池来增加输出的电流。如果,在电路中串接一个电阻器,可用于电流表的校准。注意,如果你将光电二极管看做是普通的二极管,电路是不能导通的。光电二极
管的连接方式与普通二极管的相反。
电
流
表
(a)(b)亮度+-(c)
图3光电二极管的基本应用
3光电二极管的种类
光电二极管的形状多样,大小不一。有带辐射镜的,有带光滤波片的,有用于高速响应场合的,有感光面积大光灵敏高的,也有感光面积小灵敏度低的。当光电二极管的感光面积增大,响应速度将会变慢。
光电二极管(photodiode )
光电二极管有两个引脚,它可以把光能直接转换成电流。如果把光电二极管的正负引脚用导线连接起来,并把它放在黑暗中,导线中将不会有电流流过。但如果用光照射,光电二极管立刻就变成一个小电流源,且电流从辅机流出而进入正极。光电二级管的电路符号如图1所示。
在无线电通信中,检测近红外高速脉冲的常用器件是光电二极管。由于光电二极管的光电荷响应特性良好,在光强度计电路中也常使用它(如照相机光强计、
入侵报警器等)。
正极
图1负极
1光电二级管的工作原理
光电二极管由一片很薄的N型半导体和一片很厚的P型半导体结合在一起而组成(N型半导体侧有丰富的电子,P型半导体侧有丰富的空穴,如图2所示)。此PN结的N侧作为负极,P侧作为正极。如果用光照射此元件,许多光子将通过N型半导体进入P型半导体。进入P区的部分光子将会与束缚电子碰撞而将其分离原来的位置,并在此过程中产生空穴。如果碰撞在PN结附近进行,被逐出电子将越过PN结。结果,在N侧额外增加了电子而在P侧额外增加了空穴。正负电荷的分离使得在PN结两侧形成了电位差。此时,如果用一根导线将负极(N侧)与正极(P侧),电子将从有丰富电子的负极流向有丰富空穴的正极(或按习惯,认为电流从正极通过导线流向负极)。光电二极管常采用带窗口的塑料或金属封装方式,窗口中肯能装有放大镜和滤光片。
薄层
电流
图2光电二级管工作原理图
2光电二级管的基本应用
光电电流源
在图(a)中,光电二极管的作用是将光能直接转换成电流。该电流可用电流表测量。光的输入强度(亮度)和输出电流成线性关系,如图(b)所示。光电导应用
单个光电二极管可能无法产生足够大的电流来驱动一个光电电路。通常它与一个电压源合在一起使用。图(a)中,光电二极管以反向偏置的方向与电压源相连。当处于黑暗中时,只有很小的暗电流(纳安数量级)通过光电二极管。用光照射光电二极管时,通过它的电流增大。本电路与前述电路不同的地方是利用电池来增加输出的电流。如果,在电路中串接一个电阻器,可用于电流表的校准。注意,如果你将光电二极管看做是普通的二极管,电路是不能导通的。光电二极
管的连接方式与普通二极管的相反。
电
流
表
(a)(b)亮度+-(c)
图3光电二极管的基本应用
3光电二极管的种类
光电二极管的形状多样,大小不一。有带辐射镜的,有带光滤波片的,有用于高速响应场合的,有感光面积大光灵敏高的,也有感光面积小灵敏度低的。当光电二极管的感光面积增大,响应速度将会变慢。