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[光敏二极管]光敏二极管的产品特性是什么

日期:2022-05-11

光敏二极管是一种 pn 结或 pin 半导体器件,它消耗光能来产生电流。它有时也称为光检测器、光传感器或光检测器。专门设计用于在反向偏置条件下工作。反向偏置是指光电二极管的p侧连接到电池的负极,n侧连接到电池的正极。光非常敏感,因此当光或光子落在光电二极管上时,它很容易将光转换为电流。太阳能电池也被称为大面积光敏二极管,因为它将太阳能或光能转化为电能。然而,太阳能电池只在强光下工作。


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光敏二极管一、局限性

应始终在反向偏置条件下工作。施加的反向偏置电压应该很低。产生低噪音、高增益、高响应速度、对光的高灵敏度、对温度的敏感性低、低成本、小尺寸、使用寿命长。光敏二极管的结构和工作原理几乎与普通的pn 结二极管相似。PIN(p型,本征和n型)结构主要用于构建光敏二极管,而不是pn(p型和n型)结结构,因为PIN结构提供快速响应时间。PIN光电二极管主要用于高速应用。在普通的 pn 结二极管中,电压 用作产生电流的能源 ,而在光电二极管中,电压和光都用作产生电流的能源。


光敏二极管二、如何工作?

正常的 pn 结二极管在反向偏置条件下允许少量电流。为了增加反向偏置条件下的电流,我们需要产生更多的少数载流子。施加到 pn 结二极管的外部反向电压将为少数载流子提供能量,但不会增加少数载流子的数量。然而,由于外部反向偏压,会产生少量少数载流子。在 n 侧或 p 侧产生的少数载流子在穿过结之前将在同一材料中复合。结果,由于这些电荷载流子,没有电流流动。例如,在 p 型材料中产生的少数载流子会受到外部电压的排斥力,并试图向 n 侧移动。然而,在穿过结之前,自由电子与同一材料中的空穴复合。结果,没有电流流动。为了克服这个问题,我们需要将外部能量直接施加到耗尽区以产生更多的电荷载流子。


光敏二极管三、类型

所有类型的光电二极管的工作操作都是相同的。根据具体应用开发了不同类型的光电二极管。例如,开发了 PIN 光电二极管以提高响应速度。PIN 光电二极管用于需要高响应速度的地方。PN结光电二极管是光电二极管的第一种形式。它们是PIN 光电二极管开发之前应用最广泛的光电二极管。PN结光电二极管也简称为光电二极管。 目前,PN结光电二极管并未得到广泛应用。当外部光能被提供给 pn 结光电二极管时,耗尽区中的价电子获得能量。


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光敏二极管四、半导体材料

如果施加到光电二极管的光能大于半导体材料的带隙,则价电子获得足够的能量并破坏与母原子的键合。打破与母原子键合的价电子将成为自由电子。自由电子通过携带电流从一个地方自由移动到另一个地方。当价电子离开价层时,在价电子离开的价层中会产生一个空白空间。价壳中的这个空白空间称为空穴。因此,自由电子和空穴都成对产生。利用光能产生电子-空穴对的机理称为内光电效应。


光敏二极管五、外部电场

由于耗尽区电场和外部电场,耗尽区中的少数载流子受到力。例如,耗尽区中的自由电子会受到来自p侧和n侧耗尽区边缘的负离子和正离子的排斥力和吸引力。结果,自由电子向n区移动。当自由电子到达 n 区域时,它们被吸引到电池的正极端子。以类似的方式,孔以相反的方向移动。强耗尽区电场和外部电场增加了自由电子的漂移速度。由于这种高漂移速度,在耗尽区产生的少数载流子(自由电子和空穴)将在与原子复合之前穿过 pn 结。结果,少数载流子电流增加。


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