什么是光敏二極管?
光敏二極管,又叫光電二極管(英語:photodiode)是一種能夠將光根據使用方式,轉換成電流或者電壓信號的光探測器。管芯常使用一個具有光敏特征的PN結,對光的變化非常敏感,具有單向導電性,而且光強不同的時候會改變電學特性,因此,可以利用光照強弱來改變電路中的電流。
光敏二極管基本特性
光譜特性、伏安特性、光照特性、溫度特性以及頻率響應特性。光敏二極管和普通二極管相似,都對電流有放大的作用,不同的是它的集電極電流不只是受基極電路和電流控制,它還要受光輻射的控制。一般情況下基極不引出,但有些的基極有引出,引出的基極有溫度補償和附加控制等作用。當具有光敏特性的PN結受到光輻射時,就會形成光電流,產生的光生電流由基極進入到發射極,進而在集電極回路中得到一個放大了的信號電流。用不同材料制作而成的光敏極管具有不同的光譜特性。
光敏二極管的主要參數
1)最高工作電壓Umax,指在無光照射時,光敏二極管反向電流不超過0·lμA時,所加的反向最高電壓值。
2)光電流IL,光敏二極管在受到一定光線照射時,在加有正常反向工作電壓時的電流值。此值越大越好。
3)暗電流ID,在無光照射時,光敏二極管加有正常工作電壓時的反向漏電流。其值越小越好。
4)響應時間Tr,光敏二極管把光信號轉換為電信號所需的時間。
5)光電靈敏度鞏,也稱電流靈敏度。是表示光敏二極管對光的敏感程度。它是以每μW入射光的能量條件下,所產生的光電流的大小。單位是μA/μW。
光敏二極管工作原理
光敏二極管其實是一種將光信號變成電信號的半導體器件。PN結是它的核心部分,在結構上和普通二極管是不同的,為了方便接受更多的入射光照,人們通常將PN結面積盡量做的大一些,電極面積盡量做的小一些,一般來說PN結的結深很淺,通常小于1微米。它是在反向電壓作用之下進行工作的。當沒有光照的時候,反向電流就很小,就是我們所說的暗電流。當有光照的時候,攜帶能量的光子進入PN結后,會把能量傳給束縛電子,使部分電子掙脫共價鍵,產生電子-空穴對,稱為光生載流子。
在電子電路采用的光敏器件中光敏二極管、光敏三極管得到了廣泛的運用。具有一個PN結是光敏二極管和普通二極管一樣的地方,在光敏二極管的外殼上有一個透明的窗口用來接收光線照射,從而實現光電轉換,是它與普通二極管不同的地方。而光敏三極管不僅具有光電轉換的功能,還具有放大功能,在電路圖中文字符號一般為VT。因為光敏三極管輸入信號為光信號,所以只有集電極和發射極兩個引腳線。光敏三極管外殼也有一個透明窗口,用來接收光線照射,這一點和光敏二極管一樣。