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點擊 9924回答 0 2012-06-20 16:15

什么是電光二極管

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  光電二極管(英語:photodiode )是一種能夠?qū)⒐飧鶕?jù)使用方式,轉(zhuǎn)換成電流或者電壓信號的光探測器。
    常見的傳統(tǒng)太陽能電池就是通過大面積的光電二極管來產(chǎn)生電能。
光電二極管與常規(guī)的半導(dǎo)體二極管基本相似,只是光電二極管可以直接暴露在光源附近或通過透明小窗、光導(dǎo)纖維封裝,來允許光到達(dá)這種器件的光敏感區(qū)域來檢測光信號。許多用來設(shè)計光電二極管的二極管使用了一個PIN結(jié),而不是一般的PN結(jié),來增加器件對信號的響應(yīng)速度。光電二極管常常被設(shè)計為工作在反向偏置狀態(tài)。
 工作原理
   一個光電二極管的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)通常是一個PN結(jié)或者PIN結(jié)。當(dāng)一個具有充足能量的光子沖擊到二極管上,它將激發(fā)一個電子,從而產(chǎn)生自由電子(同時有一個帶正電的空穴)。這樣的機制也被稱作是光電效應(yīng)。如果光子的吸收發(fā)生在結(jié)的耗盡層,則該區(qū)域的內(nèi)電場將會消除其間的屏障,使得空穴能夠向著陽極的方向運動,電子向著陰極的方向運動,于是光電流就產(chǎn)生了。實際的光電流是暗電流和光照產(chǎn)生電流的綜合,因此暗電流必須被最小化來提高器件對光的靈敏度。
 光電壓模式
   當(dāng)偏置為0時,光電二極管工作在光電壓模式,這是流出光電二極管的電流被抑制,兩端電勢差積累到一定數(shù)值。
 光電導(dǎo)模式
   當(dāng)工作在這一模式時,光電二極管常常被反向偏置,急劇的降低了其響應(yīng)時間,但是噪聲不得不增加作為代價。同時,耗盡層的寬度增加,從而降低了結(jié)電容,同樣使得響應(yīng)時間減少。反向偏置會造成微量的電流(飽和電流),這一電流與光電流同向。對于指定的光譜分布,光電流與入射光照度之間呈線性比例關(guān)系。
   盡管這一模式響應(yīng)速度快,但是它會引發(fā)更大的信號噪聲。一個良好的PIN二極管的泄漏電流很小(小于1納安),因此負(fù)載電阻的約翰遜·奈奎斯特噪聲(Johnson–Nyquist noise)會造成較大的影響。
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