光電二極管(Photo-Diode)和普通二極管一樣,也是由一個PN結組成的半導體器件,也具有單方向導電特性。但在電路中它不是作整流元件,而是把光信號轉換成電信號的光電傳感器件。為幫助大家深入了解,本文將對光電二極管和發光二極管的相關知識予以匯總。如果您對本文即將要涉及的內容感興趣的話,那就繼續往下閱讀吧。光電二極管的概述光電二極管是一種將光轉換為電流的半導體器件,在p(正)和n(負)層之間,存在一個本征層。光電二極管接受光能作為輸入以產生電流。光電二極管也被稱為光電探測器,光電傳感器或光探測器。光電二極管工作在反向偏置條件下,即光電二極管的p-側與電池(或電源)的負極相連,n-側與電池的正極相連。典型的光電二極管材料是硅、鍺、磷化砷化銦鎵和砷化銦鎵。在內部,光電二極管具有濾光器、內置透鏡和表面區域。當光電二極管的表面積增加時,會縮短響應時間。很少有光電二極管看起來像發光二極管(LED)。它有兩個終端,如下所示。較小的端子用作陰極,較長的端子用作陽極。四川小信號光電生產廠家推薦成都意科科技有限責任公司。成都紫外光電科技
由于光電傳感器對紅外輻射,或可見光,或對二者都特別靈敏,因而就更加容易成為激光攻擊的目標。此外,電子系統及傳感器本身還極易受到激光產生的熱噪聲和電磁噪聲的干擾而無法正常工作。戰場上的激光武器攻擊光電傳感器的方式主要有以下幾種:用適當能量的激光束將傳感器“致盲”,使其無法探測或繼續跟蹤已經探測到的目標。或者,如果傳感器正在導引武器飛向目標,則致盲將使其失去目標。隨著微電子技術、傳感器技術、計算機技術及現代通訊技術的發展,可以利用光電傳感器來研制自動抄表系統。電能表的鋁盤受電渦流和磁場的作用下產生的轉矩驅動而旋轉。采用光電傳感器則可將鋁盤的轉數轉換成脈沖數。如:在旋轉的光亮的鋁盤上局部涂黑,再配以反射式光電發射接收對管,則當鋁盤旋轉時,在局部涂黑處便產生脈沖,并可將鋁盤的轉數采樣轉換為相應的脈沖數,并經光電耦合隔離電路,送至CPU的T0端口進行計數處理。采用光電耦合隔離器可有效地防止干擾信號進入微機。廣州激光光電測量綿陽實時光電生產廠家推薦成都意科科技有限責任公司。
與其他光電二極管相比,雪崩光電二極管在高反向偏置條件下工作。因此,通過光撞擊或光子形成的電荷載流子使雪崩倍增。雪崩作用可使光電二極管的增益提高數倍,以提供高靈敏度范圍。雪崩擊穿主要發生在光電二極管承受最大反向電壓時,該電壓增強了耗盡層之外的電場。當入射光穿透p+區域時,它會在電阻極大的p區域內被吸收,然后生成電子-空穴對。只要存在高電場,電荷載流子包括其飽和速度就會漂移到pn+區域。當速度高時,載流子將通過其他原子碰撞并產生新的電子-空穴對,巨大的電荷載流子對將導致高光電流。
近年來,光電二極管的小型化已經取得了的成就。隨著技術的進步,光電二極管變得比以往任何時候都更小、更緊湊、更節能。這種尺寸的減小為將光電二極管集成到有限空間的設備(如可穿戴設備、智能手機和物聯網(IoT)設備)中開辟了全新的可能性。將光學傳感功能集成到這些緊湊的設備中,為健康監測、手勢識別和環境光傳感等領域的創新應用鋪平了道路。材料科學在推進光電二極管技術方面發揮了至關重要的作用。有機半導體、鈣鈦礦和納米材料等新材料的集成,使光電二極管的性能得到了提高。這些材料增強了光吸收,改善了電荷傳輸特性,增加了穩定性,從而提高了效率和更好的整體器件性能。這一進展為新的應用打開了大門,包括太陽能電池板、成像傳感器和高速通信系統。全波段光電生產廠家推薦成都意科科技有限責任公司。
光電二極管可以在兩種非常不同的模式下工作。光伏模式:像太陽能電池一樣,被照亮的光電二極管產生一個可以測量的電壓。然而,該電壓對光功率的依賴性是非線性,而且動態范圍相當小。另外,也沒有達到速度。光導模式:在這里,對二極管施加反向電壓(即在沒有入射光線的情況下二極管不導電的方向施加電壓),并測量由此產生的光電流。該反向偏置模式的簡單解決方案是基于一個電壓源和一個負載電阻。光電流對光功率的依賴性在光功率的六個或更多數量級上可以是非常線性的,例如,對于活性面積為幾平方毫米的硅p-i-n光電二極管來說,其范圍從幾納瓦到幾十毫瓦。反向電壓的大小對光電流幾乎沒有影響,而對暗電流(通常很小)(在沒有光的情況下獲得)有一些影響。較高的反向電壓往往會使反應更快,但也會增加器件的加熱,這對高光電流來說是個問題。四川索雷博光電生產廠家推薦成都意科科技有限責任公司。廣州低速光電測試
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光電二極管的應用光通信:光電二極管是光通信中的器件之一。在光通信系統中,光電二極管可以將光信號轉換為電信號,實現光信號的檢測和放大,從而實現光通信的數據傳輸。光電子學:光電二極管也廣泛應用于光電子學領域。例如光電倍增管、光電二極管陣列等,可以用于光譜分析、激光測距、光學成像等領域。光電檢測:光電二極管也可以用于光電檢測領域。例如氣體檢測、光電傳感器等,可以通過光電二極管對光線進行檢測和測量,實現對目標物質的識別和測量。照明:光電二極管還可以應用于照明領域。例如太陽能電池板、LED燈等,可以通過光電二極管將光能轉化為電能或者光源。從以上了解到,光電二極管具有高靈敏度、高速度、低噪聲等優點,廣泛應用于光通信、光電子學、光譜分析等領域。成都紫外光電科技