大纲
什么是光电二极管？
它是一种光传感器的形式，可将光能转换为电能（电压或电流）。Photodiode是一种具有PN连接的半导电设备。在P（正）和N（负）层之间，存在一个固有的层。照片二极管接受轻能作为产生电流的输入。
它也称为光电探测器，光传感器或光检测器。光电二极管在反向偏置条件下运行，即光电二极管的P - 侧与电池的负端子（或电源）和N - 侧与电池正端子连接。
典型的光电二极管材料是硅，锗，砷酰胺磷化物和砷化镁。
在内部，光电二极管具有光学过滤器，内置镜头和表面积。当光电二极管的表面积增加时，它会导致响应时间更少。很少有照片二极管看起来像光发射二极管（LED）。如下所示，它有两个终端。较小的末端充当阴极和长期末端充当阳极。
光电二极管的符号类似于LED的符号，但箭头向内指向，而不是在LED中向外。下图显示了光电二极管的符号。
光电二极管的工作
通常，当发出照明PN连接点时，共价键将被电离。这会产生孔和电子对。由于电子孔对的产生而产生光电流。当能量超过1.1EV命中二极管时，会形成电子孔对。当光子进入二极管的耗竭区域时，它会以高能量击中原子。这导致电子从原子结构释放。电子释放后，会产生游离电子和孔。
通常，电子将具有负电荷，孔将具有正电荷。耗尽的能量将具有内置的电场。由于电场，电子孔对远离了连接点。因此，孔移至阳极，电子移动到阴极以产生光电流。
光子的吸收强度和光子能与彼此直接成比例。当照片的能量减少时，吸收将更多。整个过程称为内部光电效应。
内在激发和外在激发是光子激发发生的两种方法。当相光带中的电子被光子激发到传导带时，固有激发的过程发生。
也请阅读“不同类型的传感器“
光电二极管的操作模式
Photodiode以三种不同的模式运行。他们是：
- 光伏模式
- 光电传入模式
- 雪崩二极管模式
让我们简要介绍一下这些模式。
光伏模式
否则这被称为零偏置模式。当光电二极管在低频应用和超级光应用中运行时，首选此模式。当光电二极管被光闪光照射时，会产生电压。产生的电压将具有很小的动态范围，并且具有非线性特性。当Photodiode在此模式下配置使用Op-Amp时，温度的变化将大大降低。
光电传入模式
在这种模式下，光电二极管将在反向偏置条件下起作用。阴极将是阳性的，阳极将为负。当反向电压增加时，耗尽层的宽度也会增加。因此，响应时间和连接电容将减少。相比之下，这种操作模式是快速的，并产生电子噪声。
变性放大器用作光二极管的前置放大器。这种放大器的模式保持电压保持恒定，以使照片二极管在光电传导模式下运行。
雪崩二极管模式
在这种模式下，雪崩二极管在高反向偏置条件下运行。它允许将雪崩故障乘以每个照片生产的电子孔对。因此，这会在光电二极管内产生内部增益。内部增益增加了设备响应。
连接外部电路中的光电二极管
光电二极管在反向偏置的电路中运行。阳极连接到电路接地，并将阴极与电路的正供应电压连接。当通过光照射时，电流从阴极流向阳极。
当光电二极管与外部电路一起使用时，它们会连接到电路中的电源。光电二极管产生的电流量将很小。电流值不足以驱动电子设备。因此，当它们连接到外部电源时，它将为电路提供更多的电流。因此，电池用作电源。电池源有助于增加当前价值，这有助于外部设备具有更好的性能
V-I光电二极管的特征
光电二极管在反向偏置条件下运行。沿着伏特的X轴绘制了反向电压，并在微接管中沿Y轴绘制了反向电流。反向电流不取决于反向电压。当没有光照射时，反向电流几乎为零。当前当前的最小量称为暗流。一次，当光照射增加时，反向电流也会线性增加。
光电二极管的应用
- 光电二极管用于许多简单的日常应用。他们使用的原因是光电二极管对光照明的线性响应。当更多的光落在传感器上时，它会产生大量的电流。电流的增加将显示在连接到电路的电量计上。
- 光电二极管有助于借助光耦合器提供电隔离。当两个孤立的电路被光照射时，光相耦合器将使用光学上的回路。但是电路将被电隔离。与常规设备相比，光耦合器很快。
- 光电二极管还用于火灾和烟雾探测器等安全电子设备中。它也用于电视单元。
- 当在摄像机中使用时，它们充当照相传感器。它用于闪烁体电荷耦合器件，光电导体和光电倍增管。
- 光电二极管也广泛用于众多医疗应用中，例如分析样品，计算机断层扫描的检测器，还用于血液气体监测器中。
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好工作
好工作