光敏二極管定義——一種用作光電探測器的半導體二極管。光電二極管的用途是將能量從光子轉換成電流。當光子的能量被半導體表面吸收時，就會產生電流。在沒有光源參與的情況下，也會產生微不足道的電流。增加光電二極管的吸收面積會增加光的吸收，但也會增加響應時間，即產生強度的時間。它的電氣特性取決于照亮它的光輻射。由于其具有透明窗口的特征外殼，很容易在其他半導體二極管中識別出該元件。內部光電二極管組件構造基于 pn 結或 pin 結構(pin-在兩個 pn 摻雜半導體晶體之間具有本征或未摻雜層)。

光敏二極管一、工作原理

當光電二極管被光子(光)照射時，能量被傳送到光敏二極管結——發生少數載流子的注入，其中產生空穴和電子對。它會導致電流的產生，電流與“施加”在光電二極管上的光通量成正比(光電效應)。流過結的總電流是兩個分量的總和：飽和電流(暗電流)和取決于照明強度的電流。自由電子被 n 型區域邊界上的帶正電粒子吸引，而空穴則滲透到 p 型區域中。

光敏二極管二、運作模式

光伏模式(無偏置模式) ——光電二極管充當電流源。當它的結被光子照亮時，它會產生 EMF(電動勢)，也就是電流。這種現象稱為光伏現象，它是太陽能電池的基礎。我們可以說，典型的太陽能電池只是一個更大的光電二極管，光電導模式 (反向偏置模式) ——通常，反向電壓被施加到光電二極管(陰極相對于陽極的反向偏置)以加寬耗盡層，從而降低結的電容。(如果您對我在說什么感到困惑，請查看這篇關于半導體二極管內部構造的文章。)在沒有組件照明的情況下，所謂的暗電流流動，其值較低。此外，反向偏置對暗電流也有影響。點亮后，少數載流子數量增加，導致反向電流增加。

光敏二極管三、電壓特性

觀察光敏二極管的電流-電壓特性時，觀察坐標系不同象限的波形。第三個四分之一特性顯示了光電二極管作為光電探測器(光傳感器)的用途。它對應于 pn 結的電流飽和度。然而，在四分之一特性中，光電二極管用作光輻射轉換器——太陽能電池。如果電流不流過發光二極管，則端子上產生的電壓稱為光伏電壓。太陽能電池通常用于電氣設備電源，例如當天氣條件或光線有利于此目的時的衛生和電池充電。

光敏二極管四、結構

器件的 PN 連接器放入玻璃材料中。這是為了讓光能通過它?？紤]到只有連接器受到輻射，玻璃材料的其他各個部分被涂成黑色或金屬化。通用單元的尺寸非常小，幾乎只有 2.5 毫米。值得記住的是，流過該裝置的電流由微安組成，由電流表確定。

光敏二極管五、如何工作的

表示半導體二極管被能量高于 Eg 帶隙的電磁輻射點亮。當這種輻射在結的面積電荷區和/或結兩側鄰近該區域的材料中被吸收時，產生的電子-空穴組被結的電場分開。少數載體特別重要。如果接頭的外部電路短路，這些載體會向接頭移動并產生增加的反向電流。如果關節是開放的，則可能會在關節的末端出現區別。這就是光伏效應：當關節被點亮時，可以獲得電流或電壓源，即電源。另一方面，多數載流子的濃度幾乎不會因光的吸收而改變，要發生光伏現象，必須滿足以下條件。

光敏二極管六、電荷分裂

在輻射的影響下，半導體中應產生冗余的正負電荷載流子;不同指標的冗余載流子應該被一些靜電不均勻性分開。當產生靜電預期區別時，光電二極管中的電荷分離可以發生，例如，存在于 pn 結、金屬-半導體接觸或半導體異質結處。創建的自由載流子必須保持其流動性足夠的時間以達到產生電荷分裂的不均勻性?，F在考慮熱力學平衡的 pn 結?？傆幸恍┒鄶递d流子電流，稱為電子Ini和空穴Ipi的注入電流，隨結流動，具有克服結處勢壘的能力。在相反方向流動的是少數載流子的熱生成電流：電子 Ingi 空穴 Ipg。下面的數字對 pn 接頭的帶隙版本進行了編程，并顯示了這些電流的方向。平衡時，兩個電流相互平衡，合成電流為零。當能量大于激發間隙能量的光子落在結上時，如前所述，少數載流子的濃度會大大增加。假設的光生電流出現了。取決于結點的加載方式，點亮的太陽能電池會產生各種感覺。我們肯定會考慮2種極端情況。

光敏二極管七、暗電阻

的確，即使在非常黑暗的條件下，半導體晶體中也始終存在一些少數電荷載流子——由于不可避免的污染和晶體的自然熱激發，半導體晶體中的這些少數電荷載流子存在。因此，即使在黑暗中，二極管中肯定會有一點點和連續的反向飽和電流。該電流用于光電二極管，該電流也稱為暗電流。最佳穩健反向電壓與光電二極管的暗電流之比稱為該二極管的暗電阻。當我們用光二極管時，反向電流肯定會增強。這種聯系是線性的。反向電流的值與事件光的強度成正比。如果我們提高光的強度，反向電流大約是一個特定值。電流肯定不會隨著光強的升高而升高。我們稱這個反向電流的最大值為光電二極管的飽和電流。

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