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光电二极管的工作原理是怎样的
编辑: 编辑: 来源: 发布日期: 2021.03.08
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光电二极管是一种特殊的二极管,它将光信号转化为电流或电压信号,其结构与传统二极管基本相同,都有一个PN结,但是光电二极管在设计和制造时,尽量…
  光电二极管是一种特殊的二极管,它将光信号转化为电流或电压信号,其结构与传统二极管基本相同,都有一个PN结,但是光电二极管在设计和制造时,尽量使PN结的面积较大,以便于接收入射光。
  它的基本原理是:当光线照射到光电二极管时,吸取的光能转化为电能。光电二极管工作在反向电压下,只经过很弱的电流(一般小于0.1微安),称为暗电流,有光照时,带能量的光子进入PN结后,将能量传递给共价键上的电子,使某些电子脱离共价键,产生电子-空穴对,称为光生载流子,因为光生载流子的数量有限,而光照前多子的数量远大于光生载流子的数量,所以光生载流子对多子的影响很小,但少子的数量较少,有较大的影响,这就是为什么光电二极管工作在反向电压下,而非正向电压下。
  在光生电子在反向电压下,在光生载流子的作用下,为促使少子参与漂流运动,在P区内,光生电子在PN区内扩散,若P区厚度小于电子扩散长度,则光生电子将能穿过P区到达PN结。
  光电二极管的工作是一种吸取过程,它将光的变化转化为反向电流的变化,光电流和暗电流的合成是光电流,所以光电二极管的暗电流使器件对光的灵敏度降到最低,光的强度与光电流成正比,从而能将光信号转化为电信号。

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