光敏二极管定义——一种用作光电探测器的半导体二极管。光电二极管的用途是将能量从光子转换成电流。当光子的能量被半导体表面吸收时，就会产生电流。在没有光源参与的情况下，也会产生微不足道的电流。增加光电二极管的吸收面积会增加光的吸收，但也会增加响应时间，即产生强度的时间。它的电气特性取决于照亮它的光辐射。由于其具有透明窗口的特征外壳，很容易在其他半导体二极管中识别出该元件。内部光电二极管组件构造基于 pn 结或 pin 结构(pin-在两个 pn 掺杂半导体晶体之间具有本征或未掺杂层)。

光敏二极管一、工作原理

当光电二极管被光子(光)照射时，能量被传送到光敏二极管结——发生少数载流子的注入，其中产生空穴和电子对。它会导致电流的产生，电流与“施加”在光电二极管上的光通量成正比(光电效应)。流过结的总电流是两个分量的总和：饱和电流(暗电流)和取决于照明强度的电流。自由电子被 n 型区域边界上的带正电粒子吸引，而空穴则渗透到 p 型区域中。

光敏二极管二、运作模式

光伏模式(无偏置模式) ——光电二极管充当电流源。当它的结被光子照亮时，它会产生 EMF(电动势)，也就是电流。这种现象称为光伏现象，它是太阳能电池的基础。我们可以说，典型的太阳能电池只是一个更大的光电二极管，光电导模式 (反向偏置模式) ——通常，反向电压被施加到光电二极管(阴极相对于阳极的反向偏置)以加宽耗尽层，从而降低结的电容。(如果您对我在说什么感到困惑，请查看这篇关于半导体二极管内部构造的文章。)在没有组件照明的情况下，所谓的暗电流流动，其值较低。此外，反向偏置对暗电流也有影响。点亮后，少数载流子数量增加，导致反向电流增加。

光敏二极管三、电压特性

观察光敏二极管的电流-电压特性时，观察坐标系不同象限的波形。第三个四分之一特性显示了光电二极管作为光电探测器(光传感器)的用途。它对应于 pn 结的电流饱和度。然而，在四分之一特性中，光电二极管用作光辐射转换器——太阳能电池。如果电流不流过发光二极管，则端子上产生的电压称为光伏电压。太阳能电池通常用于电气设备电源，例如当天气条件或光线有利于此目的时的卫生和电池充电。

光敏二极管四、结构

器件的 PN 连接器放入玻璃材料中。这是为了让光能通过它。考虑到只有连接器受到辐射，玻璃材料的其他各个部分被涂成黑色或金属化。通用单元的尺寸非常小，几乎只有 2.5 毫米。值得记住的是，流过该装置的电流由微安组成，由电流表确定。

光敏二极管五、如何工作的

表示半导体二极管被能量高于 Eg 带隙的电磁辐射点亮。当这种辐射在结的面积电荷区和/或结两侧邻近该区域的材料中被吸收时，产生的电子-空穴组被结的电场分开。少数载体特别重要。如果接头的外部电路短路，这些载体会向接头移动并产生增加的反向电流。如果关节是开放的，则可能会在关节的末端出现区别。这就是光伏效应：当关节被点亮时，可以获得电流或电压源，即电源。另一方面，多数载流子的浓度几乎不会因光的吸收而改变，要发生光伏现象，必须满足以下条件。

光敏二极管六、电荷分裂

在辐射的影响下，半导体中应产生冗余的正负电荷载流子;不同指标的冗余载流子应该被一些静电不均匀性分开。当产生静电预期区别时，光电二极管中的电荷分离可以发生，例如，存在于 pn 结、金属-半导体接触或半导体异质结处。创建的自由载流子必须保持其流动性足够的时间以达到产生电荷分裂的不均匀性。现在考虑热力学平衡的 pn 结。总有一些多数载流子电流，称为电子Ini和空穴Ipi的注入电流，随结流动，具有克服结处势垒的能力。在相反方向流动的是少数载流子的热生成电流：电子 Ingi 空穴 Ipg。下面的数字对 pn 接头的带隙版本进行了编程，并显示了这些电流的方向。平衡时，两个电流相互平衡，合成电流为零。当能量大于激发间隙能量的光子落在结上时，如前所述，少数载流子的浓度会大大增加。假设的光生电流出现了。取决于结点的加载方式，点亮的太阳能电池会产生各种感觉。我们肯定会考虑2种极端情况。

光敏二极管七、暗电阻

的确，即使在非常黑暗的条件下，半导体晶体中也始终存在一些少数电荷载流子——由于不可避免的污染和晶体的自然热激发，半导体晶体中的这些少数电荷载流子存在。因此，即使在黑暗中，二极管中肯定会有一点点和连续的反向饱和电流。该电流用于光电二极管，该电流也称为暗电流。最佳稳健反向电压与光电二极管的暗电流之比称为该二极管的暗电阻。当我们用光二极管时，反向电流肯定会增强。这种联系是线性的。反向电流的值与事件光的强度成正比。如果我们提高光的强度，反向电流大约是一个特定值。电流肯定不会随着光强的升高而升高。我们称这个反向电流的最大值为光电二极管的饱和电流。

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