光敏二極管，又叫光電二極管（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(hào)的光探測(cè)器。管芯常使用一個(gè)具有光敏特征的PN結(jié)，對(duì)光的變化非常敏感，具有單向?qū)щ娦裕夜鈴?qiáng)不同的時(shí)候會(huì)改變電學(xué)特性，因此，可以利用光照強(qiáng)弱來改變電路中的電流。

簡(jiǎn)介

1、光敏二極管又稱光電二極管，是一種光電轉(zhuǎn)換器件，也就是說能把接收到的光的變化，轉(zhuǎn)變成電流的變化。目前使用最多的是Si（硅）光電二極管。它有四種類型：PN結(jié)型，PIN結(jié)型，雪崩型和肖特基結(jié)型，主要用于自動(dòng)控制、如光耦合、光電讀出裝置、紅外線遙控裝置、紅外防盜、路燈的自動(dòng)控制、過程控制、編碼器、譯碼器等。

2、光敏二極管與半導(dǎo)體二極管在結(jié)構(gòu)上是類似的，其管芯是一個(gè)具有光敏特征的PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦裕虼斯ぷ鲿r(shí)需加上反向電壓。無光照時(shí)，有很小的飽和反向漏電流，即暗電流，此時(shí)光敏二極管截止。當(dāng)受到光照時(shí)，飽和反向漏電流大大增加，形成光電流，它隨入射光強(qiáng)度的變化而變化。當(dāng)光線照射PN結(jié)時(shí)，可以使PN結(jié)中產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，使少數(shù)載流子的密度增加。這些載流子在反向電壓下漂移，使反向電流增光敏二極管加。因此可以利用光照強(qiáng)弱來改變電路中的電流。常見的有2CU、2DU等系列。

3、光敏三極管和普通三極管相似，也有電流放大作用，只是它的集電極電流不只是受基極電路和電流控制，同時(shí)也受光輻射的控制。

通?；鶚O不引出，但一些光敏三極管的基極有引出，用于溫度補(bǔ)償和附加控制等作用。當(dāng)具有光敏特性的PN結(jié)受到光輻射時(shí)，形成光電流，由此產(chǎn)生的光生電流由基極進(jìn)入發(fā)射極，從而在集電極回路中得到一個(gè)放大了相當(dāng)于β倍的信號(hào)電流。不同材料制成的光敏三極管具有不同的光譜特性，與光敏二極管相比，具有很大的光電流放大作用，即很高的靈敏度。

工作原理

光敏二極管是將光信號(hào)變成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件。它的核心部分也是一個(gè)PN結(jié)，和普通二極管相比，在結(jié)構(gòu)上不同的是，為了便于接受入射光照，PN結(jié)面積盡量做的大一些，電極面積盡量小些，而且PN結(jié)的結(jié)深很淺，一般小于1微米。

光敏二極管是在反向電壓作用之下工作的。沒有光照時(shí)，反向電流很小（一般小于0、1微安），稱為暗電流。當(dāng)有光照時(shí)，攜帶能量的光子進(jìn)入PN結(jié)后，把能量傳給共價(jià)鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價(jià)鍵，從而產(chǎn)生電子—空穴對(duì)，稱為光生載流子。

它們?cè)诜聪螂妷鹤饔孟聟⒓悠七\(yùn)動(dòng)，使反向電流明顯變大，光的強(qiáng)度越大，反向電流也越大。這種特性稱為“光電導(dǎo)”。光敏二極管在一般照度的光線照射下，所產(chǎn)生的電流叫光電流。如果在外電路上接上負(fù)載，負(fù)載上就獲得了電信號(hào)，而且這個(gè)電信號(hào)隨著光的變化而相應(yīng)變化。

光敏二極管、光敏三極管是電子電路中廣泛采用的光敏器件。光敏二極管和普通二極管一樣具有一個(gè)PN結(jié)，不同之處是在光敏二極管的外殼上有一個(gè)透明的窗口以接收光線照射，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，在電路圖中文字符號(hào)一般為VD。光敏三極管除具有光電轉(zhuǎn)換的功能外，還具有放大功能，在電路圖中文字符號(hào)一般為VT。光敏三極管因輸入信號(hào)為光信號(hào)，所以通常只有集電極和發(fā)射極兩個(gè)引腳線。同光敏二極管一樣，光敏三極管外殼也有一個(gè)透明窗口，以接收光線照射。

基本特性

- 1光譜特性

- 2伏安特性

- 3光照特性

- 4溫度特

- 5頻率響應(yīng)性

檢測(cè)方法

檢測(cè)光敏二極管，可用萬用表Rx1k電阻檔。當(dāng)沒有光照射在光敏二極管時(shí)，它和普通的二極管一樣，具有單向?qū)щ娮饔谩Ｕ螂娮铻?-9kΩ，反向電阻大于5MΩ。如果不知道光敏二極管的正負(fù)極，可用測(cè)量普通二極管正、負(fù)極的辦法來確定，當(dāng)測(cè)正向咆阻時(shí)，黑表筆接的就是光敏二極管的正極。

當(dāng)光敏二極管處在反向連接時(shí)，即萬用表紅表筆接光敏二極管正極，黑表筆接光敏二極管負(fù)極，此時(shí)電阻應(yīng)接近無窮大 - 無光照射時(shí)，當(dāng)用光照射到光敏二極管上時(shí)，萬用表的表針應(yīng)大幅度問右偏轉(zhuǎn)，當(dāng)光很強(qiáng)時(shí)，表針會(huì)打到0刻度右邊。

當(dāng)測(cè)量帶環(huán)極的光敏二極管時(shí)，環(huán)極和后極 - 正極也相當(dāng)一個(gè)光敏二極管，其性能也具有單向?qū)щ娮饔煤鸵姽夂蠓聪螂娮璐蟠笙陆怠?/p>

區(qū)分環(huán)極和前極的辦法是，在反向連接情況下，讓不太強(qiáng)的光照在光敏二極管上，阻值略小的是前極，阻值略大的是環(huán)極。

光敏二極管是利用硅PN結(jié)受光照后產(chǎn)生光電流的一種光電器件。光敏二極管的結(jié)構(gòu)與普通半導(dǎo)體二極管在結(jié)構(gòu)上是相似的、有的光敏二極管為了提高其穩(wěn)定性，還外加了一個(gè)屏蔽接地腳，外形似光敏三極管。光敏二極管工作于反向偏壓，其光譜響應(yīng)特性主要由半導(dǎo)體材料中所摻的雜質(zhì)濃度所決定。

同一型號(hào)的光敏二極管在一定的反偏電壓、相同強(qiáng)度和不同波長的入射光照射下，產(chǎn)生的光電流并不相同，但有一最大值。不同型號(hào)的光敏二極管在同一反偏電壓、同一強(qiáng)度的入射光照射下，所產(chǎn)生的光電流最大值也不相同，且光電流最大值所對(duì)應(yīng)的入射光的波長也不相同。

光敏二極管在設(shè)計(jì)和制作時(shí)盡量使PN結(jié)的面積相對(duì)較大，以便接收入射光，光敏二極管是在反向電壓作用下工作的，沒有光照時(shí)，反向電流極其微弱，叫暗電流;有光照時(shí)，反向電流迅速增大到幾十微安，稱為光電流，光的強(qiáng)度越大，反向電流也越大，光的變化引起光電二極管電流變化，這就可以把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，成為光電傳感器件。

結(jié)構(gòu)設(shè)置

當(dāng)光照通過天窗或玻璃凸鏡人射在PN結(jié)上時(shí)，由于吸收光能址則使PN結(jié)附近逸出大量自由電子，相應(yīng)地也產(chǎn)生相同數(shù)量空穴，隨著自由電子一空穴對(duì)的不斷增加，光電流也不斷增加。其光電流量值與照度成正比。光敏二極管的PN結(jié)設(shè)置于透明管殼的內(nèi)部墓座上，可以通過透明天窗或玻璃凸鏡接受光照，它在電路中采用反向偏置接法。

主要參數(shù)

光敏小，一般為光敏二極管負(fù)載的1/10。