什么是光电二极管,其结构和工作原理

一、什么是光电二极管

光电二极管是一种 PN 结二极管，它消耗光能产生电流。它们也被称为光检测器、光检测器和光传感器。光电二极管设计用于在反向偏压条件下工作。典型的光电二极管材料是硅、锗和砷化铟镓。

二、光电二极管的符号

下图显示了光电二极管的符号：

光电二极管的符号类似于LED，但这里箭头指向内部。

三、光电二极管工作原理

光电二极管受到光形式的光子影响电子-空穴对的产生。如果下落光子的能量 (hv) 大于半导体材料的能隙 (E g )，则会在二极管的耗尽区附近产生电子-空穴对。由于结的电场，产生的电子-空穴对在重新组合之前彼此分离。二极管中电场的方向迫使电子向 n 侧移动，因此空穴向 p 侧移动。由于 n 侧电子和 p 侧空穴数量的增加，观察到电动势增加。现在，当外部负载连接到系统时，可以观察到电流通过它。

产生的电动势越大，电流越大。产生的电动势的大小直接取决于入射光的强度。通过施加反向偏压可以很容易地观察到光电流随光强度变化成比例变化的这种影响。

由于光电二极管直接根据接收到的光强度产生电流，因此它们可以用作光电探测器来检测光信号。内置透镜和滤光片可用于增强光电二极管的功率和生产率。

四、光电二极管的应用

光电二极管用于简单的日常应用。其突出用途的原因是光电二极管对光照的线性响应。

光电二极管在光耦合器的帮助下提供电隔离。当两个隔离电路被光照射时，光耦合器用于对电路进行光学耦合。与传统设备相比，光耦合器速度更快。

光电二极管用于火灾和烟雾探测器等安 全电子设备。

光电二极管用于许多医疗应用。它们用于分析样本的仪器、计算机断层扫描的检测器，也用于血气监测仪。

光电二极管用于太阳能电池板。

光电二极管用于逻辑电路。

光电二极管用于检测电路。

光电二极管用于字符识别电路。

光电二极管用于精 确测量科学和工业中的光强度。

光电二极管比普通 PN 结二极管更快、更复杂，因此经常用于照明调节和光通信。