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什么是光敏二极管光敏二极管工作原理参数

发布时间：2022-06-17 10:59

作者：Ameya360

来源：网络

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光敏二极管也叫光电二极管，它是一种可以将光依据人们所要运用的方式，转换成电流或者电压信号的光探测器。光敏二极管是利用半导体材料的光电效应制成的。受到光的照射后，会产生光电流，这就是半导体的光电效应。那么，什么是光敏二极管？光敏二极管工作原理、参数特点详解：

什么是光敏二极管光敏二极管工作原理参数

一.什么是光敏二极管

通常人们又将光敏二极管叫做光电二极管。它与半导体二极管在构造上是有很多相似的中央，它所运用的管芯是一个具有光敏特征的PN结，这种PN结具有单向导电性，因而它在工作的时分需加上反向电压，这样才愈加的有用和平安。无光照时,有很小的饱和反向漏电流,即暗电流，此时光敏二极管截止。

当受到光照时，里面的饱和反向漏增大，构成光电流,电流的强度随入射光强度的变化而变化。当光线映照到PN结时，能够使PN结中产生电子一空穴对，使少数载流子的密度增加。这些载流子在反向电压下漂移，使反向电流增增加。因此可以利用光照强弱来改变电路中的电流。

二.光敏二极管工作原理

光敏二极管其实是一种将光信号变成电信号的半导体器件。PN结是它的中心局部，在构造上和普通二极管是不同的，为了便当承受更多的入射光照，人们通常将PN结面积尽量做的大一些，电极面积尽量做的小一些，普通来说PN结的结深很浅，通常小于1微米。

光敏二极管是在反向电压作用之下工作的。当没有光照的时分，反向电流就很小，就是我们所说的暗电流。当有光照的时分，携带能量的光子进入PN结后，会把能量传给约束电子，使局部电子挣脱共价键，产生电子-空穴对，称为光生载流子。

它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。光敏二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。

光敏二极管和普通二极管一样具有一个PN结是光敏接收管和普通二极管一样的中央，在光敏二极管的外壳上有一个透明的窗口用来接纳光线映照，从而完成光电转换，是它与普通二极管不同的中央。光敏三极管除具有光电转换的功能外，还具有放大功能，在电路图中文字符号一般为VT。光敏三极管因输入信号为光信号，所以通常只有集电极和发射极两个引脚线。

三.光敏二极管参数

光敏二极管的主要参数有以下几个:

1.最高工作电压Ｕmax，指在无光照射时，光敏二极管反向电流不超过0·lμA时，所加的反向最高电压值。

2.光电流IL，光敏二极管在受到一定光线照射时，在加有正常反向工作电压时的电流值。此值越大越好。

3.暗电流ID，是指光敏二极管在无光照及最高反向工作电压条件下的漏电流。暗电流越小，光敏二极管的性能越稳定，检测弱光的能力越强。

4.响应时间Ｔr，光敏二极管把光信号转换为电信号所需的时间。

5.光电灵敏度Sn：它是反映光敏二极管对光敏感程度的一个参数，用在每微瓦的入射光能量下所产生的光电流来表示，单位为μA/μW。

四.光敏二极管特点用途

1.光敏二极管是一种光电转换器件，也就是说能把接收到的光，转变成电流的变化。

2.光敏二极管的工作方式为加反向电压或不加电压两种状态.给其加反向偏压时，管子中的反向电流将随光照强度的改变而改变。光照强度越大，反向电流也就越大。

3.光敏二极管对于照射光线的响应程度是不一样的，它某一范围内的光波有着最强烈的响应，而对另外一些光波则响应不佳。表现为反向电流的大小不一。

4.光敏二极管主要用于自动控制。如光耦合、光电读出装置、红外线遥控装置、红外防盗、路灯的自动控制、过程控制、编码器、译码器等。

5.当测量带环极的光敏二极管时，环极和后极(正极)也相当一个光敏二极管，其性能也具有单向导电作用和见光后反向电阻大大下降。

6.区分环极和前极的办法是，在反向连接情况下，让不太强的光照在光敏二极管上，阻值略小的是前极，阻值略大的是环极。

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TVS二极管和齐纳二极管的区别

　　TVS(Transient Voltage Suppressors)二极管和齐纳二极管都具有在施加反向电压后，在某一电压下击穿、钳制电压的特性。本应用笔记将对 TVS 二极管和齐纳二极管的区别予以说明。I-V 特性上的使用范围区别Figure 1 是齐纳二极管的 I-V 特性，Figure 2 是 TVS 二极管的 I-V 特性。这两个二极管都利用了反方向特性这一点，但是齐纳二极管主要用于稳压用途，所以设计成在 1mA 到 40mA 这样的小电流区域电压稳定，不能流过大电流(Figure 1 的阴影部分)。在击穿区域内施加指定的小电流 IZ 时，二极管两端电压值被规定为齐纳电压 VZ。齐纳二极管通常在使用时处于击穿状态。　　对于 TVS 二极管，为了不妨碍保护电路的驱动电压，通常使用在切断电压 VRWM 以下电压范围内(Figure 2 右侧的阴影部分)。然后，施加浪涌等过电压时会击穿、流过数 A 到数十 A 的电流(左侧的阴影部分)。由于通常情况下不可以击穿，因此规定了绝对不会引起击穿的电压最大值即截至电压 VRWM 和击穿电压 VBR 两种。　　由于击穿电压 VBR 与齐纳电压 VZ 一样使用小电流进行测量，因此与实际应用条件下的雪崩电压不同。因此，将流过大电流时的最大击穿电压规定为钳位电压 VCL。Datasheet 上参数定义的区别TVS 二极管和齐纳二极管的 datasheet 上规定的差异如 Table 1 所示。在前面中也说明过，由于齐纳二极管主要用于稳压用途，所以只规定了小电流域的齐纳电压 VZ。与此相对，TVS 二极管有着小电流区域的击穿电压 VBR、截至电压 VRWM、高电流区域的钳位电压 VCL3 个参数的区分。只有 TVS 二极管会有表示在特定浪涌波形中能承受的最大浪涌功率的峰值脉冲功率 PPP 和表示最大浪涌电流的峰值脉冲电流 IPP 的定义。仅有 TVS 二极管有 ESD 对策用的 ESD 耐量的规定。对于端子间电容，在通信线路中使用时，需要选择数据波形不会被电容影响而钝化的端子间电容值，因此仅 TVS 二极管有该项规定。如上所述，齐纳二极管主要用于稳压，因此 datasheet 上的参数定义主要是齐纳电压等，项目较少。而 TVS 二极管的目的是保护其他设备不受浪涌的影响，所以电压的参数定义比较广泛，还规定了 ESD 耐量和端子间容量等重要项目。

2025-07-10 15:01 阅读量：588

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