光敏二極管原理

光敏二極管和光敏三極管是光電轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體器件，與光敏電阻器相比具有靈敏度高、高頻性能好，可靠性好、體積小、使用方便等優(yōu)。
????? 一、光敏二極管
????? 1．結(jié)構(gòu)特點與符號
????? 光敏二極管和普通二極管相比雖然都屬于單向?qū)щ姷姆蔷€性半導(dǎo)體器件，但在結(jié)構(gòu)上有其特殊的地方。

????? 光敏二極管在電路中的符號如圖Z0129 所示。光敏二極管使用時要反向接入電路中，即正極接電源負極，負極接電源正極。
????? 2．光電轉(zhuǎn)換原理
????? 根據(jù)PN結(jié)反向特性可知，在一定反向電壓范圍內(nèi)，反向電流很小且處于飽和狀態(tài)。此時，如果無光照射PN結(jié)，則因本征激發(fā)產(chǎn)生的電子-空穴對數(shù)量有限，反向飽和電流保持不變，在光敏二極管中稱為暗電流。當(dāng)有光照射PN結(jié)時，結(jié)內(nèi)將產(chǎn)生附加的大量電子空穴對（稱之為光生載流子），使流過PN結(jié)的電流隨著光照強度的增加而劇增，此時的反向電流稱為光電流。不同波長的光（蘭光、紅光、紅外光）在光敏二極管的不同區(qū)域被吸收形成光電流。被表面P型擴散層所吸收的主要是波長較短的蘭光，在這一區(qū)域，因光照產(chǎn)生的光生載流子（電子），一旦漂移到耗盡層界面，

就會在結(jié)電場作用下，被拉向N區(qū)，形成部分光電流；彼長較長的紅光，將透過P型層在耗盡層激發(fā)出電子一空穴對，這些新生的電子和空穴載流子也會在結(jié)電場作用下，分別到達N區(qū)和P區(qū)，形成光電流。波長更長的紅外光，將透過P型層和耗盡層，直接被N區(qū)吸收。在N區(qū)內(nèi)因光照產(chǎn)生的光生載流子（空穴）一旦漂移到耗盡區(qū)界面，就會在結(jié)電場作用下被拉向P區(qū)，形成光電流。因此，光照射時，流過PN結(jié)的光電流應(yīng)是三部分光電流之和。
????? 二、光敏三極管工作原理????? 光敏三極管和普通三極管的結(jié)構(gòu)相類似。不同之處是光敏三極管必須有一個對光敏感的PN結(jié)作為感光面，一般用集電結(jié)作為受光結(jié)，因此，光敏二極管實質(zhì)上是一種相當(dāng)于在基極和集電極之間接有光敏二極管的普通二極管。其結(jié)構(gòu) 及符號如圖Z0130所示。

三、光敏二極管的兩種工作狀態(tài)

光敏二極管又稱光電二極管，它是一種光電轉(zhuǎn)換器件，其基本原理是光照到P-N結(jié)上時，吸收光能并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。它具有兩種工作狀態(tài)：

（1）當(dāng)光敏二極管加上反向電壓時，管子中的反向電流隨著光照強度的改變而改變，光照強度越大，反向電流越大，大多數(shù)都工作在這種狀態(tài)。

（2）光敏二極管上不加電壓，利用P-N結(jié)在受光照時產(chǎn)生正向電壓的原理，把它用作微型光電池。這種工作狀態(tài)，一般作光電檢測器。

光敏二極管分有P-N結(jié)型、PIN結(jié)型、雪崩型和肖特基結(jié)型，其中用得最多的是P-N結(jié)型，價格便宜。

光信號放大和開關(guān)電路