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光电二极管原理(光电二极管原理示意图)

来源:www.haichao.net  时间:2022-12-29 00:44   点击:296  编辑:admin   手机版

1. 光电二极管原理示意图

太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流

2. 光电二极管原理示意图讲解

光敏二极管又叫光电二极管,它是一种光电转换器件,基本原理是光照到p-N结上时,圾收光能并转变为电能。它具有二种工状态。

光敏二极管加上反向电压时管子中的反向电流随着光照强度改变而改变,光照强度越大,反向电流越大,大多数都工作在这种状态。

光敏二极管上不加电压,利用p-N结在受光照时产生正向电压的原理,把它用作微型光电池。这种工作状态,一般作光电检测器。

3. 光电二极管 原理

发光二极管简称为LED。由镓(Ga)与砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二极管,当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。

磷砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光一定的电流后,电子与空穴不断流过PN结或与之类似的结构面,并进行自发复合产生辐射光的二极管半导体器件

4. 光电二极管工作原理图

  "PIN型二极管"和"普通二极管"的不同之处:   普通的二极管是由PN结组成。在P和N半导体材料之间加入一薄层低掺杂的本征半导体层,组成的这种P-I-N结构的二极管就是"PIN 二极管"。正因为有本征层的存在,所以PIN 二极管应用很广泛,从低频到高频的应用都有,主要用在RF领域,用作RF 开关和RF保护电路也有用作光电二极管。"PIN 二极管"包括PIN光电二极管和PIN开关二极管。   PIN 二极管的直流伏安特性和PN结二极管是一样的,但是在微波频段却有根本的差别。由于PIN 二极I层的总电荷主要由偏置电流产生。而不是由微波电流瞬时值产生,所以其对微波信号只呈现一个线性电阻。此阻值由直流偏置决定,正偏时阻值小,接近于短路,反偏时阻值大,接近于开路。因此PIN 二极对微波信号不产生非线性整流作用,这是和一般二极管的根本区别,所以它很适合于做微波控制器件。

5. 光电二极管的基本原理

二极管的工作依靠pn结,由于p型半导体和n型半导体的电子数量差导致电子只能从p流向n。

计算方法比较复杂,因为二极管是非线性的电子元件,具体计算要具体分析

6. 光电二极管原理示意图高清

光电二极的伏安特性曲线和普通的整流二极管相似,当你加的电压超过它的导通电压时电流急增,因此在发红光二极管上直接加压一旦导通电流会很大,很容易烧坏二极管,属于非正常使用,故发光二极管需串电阻才能使用(或者使用恒流电源),光电二极管能产生多大电流和你串的电阻大小有关,电阻大小并不严格,5伏电压供电时你可以加1K 的电阻,电阻越大亮度越低。

7. 光电二极管图形

稳压管正常工作时,加的是反向电压,处于反偏状态。反向电压加到一定值时,反向电流剧增,反向电压保持不变。主要作用是提供稳定电压。

发光二极管正常工作时,加的是正向电压,处于正偏状态。p区的空穴扩散至n区,与n区的自由电子复合发光,n区的自由电子扩散至p区,与p区的空穴复合发光。主要起指示作用。

光电二极管正常工作时,加的是反向电压,处于反偏状态。无光照时,反向电流很小,有光照时,反向电流增大,将光能转化为电能。

8. 光电二极管原理示意图图片

光电管两端电压增大,内部的放光二极管发光越强,使得光电三极管电流增大,达到饱和。

光电管(phototube)基于外光电效应的基本光电转换器件。光电管可使光信号转换成电信号。光电管分为真空光电管和充气光电管两种。光电管的典型结构是将球形玻璃壳抽成真空,在内半球面上涂一层光电材料作为阴极,球心放置小球形或小环形金属作为阳极。若球内充低压惰性气体就成为充气光电管。光电子在飞向阳极的过程中与气体分子碰撞而使气体电离,可增加光电管的灵敏度。用作光电阴极的金属有碱金属、汞、金、银等,可适合不同波段的需要。光电管灵敏度低、体积大、易破损,已被固体光电器件所代替。

光电管原理是光电效应。一种是半导体材料类型的光电管,它的工作原理光电二极管又叫光敏二极管,是

光电管结构原理图

利用半导体的光敏特性制造的光接受器件。当光照强度增加时,PN结两侧的P区和N区因本征激发产生的少数载流子浓度增多,如果二极管反偏,则反向电流增大,因此,光电二极管的反向电流随光照的增加而上升。光电二极管是一种特殊的二极管,它工作在反向偏置状态下。常见的半导体材料有硅、锗等。如我们楼道用的光控开关。还有一种是电子管类型的光电管,它的工作原理用碱金属(如钾、钠、铯等)做成一个曲面作为阴极,另一个极为阳极,两极间加上正向电压,这样当有光照射时,碱金属产生电子,就会形成一束光电子电流,从而使两极间导通,光照消失,光电子流也消失,使两极间断开。

光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化。这类光致电变的现象被人们统称为光电效应。金属表面在光辐照作用下发射电子的效应,发射出来的电子叫做光电子。光波长小于某一临界值时方能发射电子,即极限波长,对应的光的频率叫做极限频率。临界值取决于金属材料,而发射电子的能量取决于光的

光电效应原理示意图

波长而与光强度无关,这一点无法用光的波动性解释。还有一点与光的波动性相矛盾,即光电效应的瞬时性,按波动性理论,如果入射光较弱,照射的时间要长一些,金属中的电子才能积累住足够的能量,飞出金属表面。可事实是,只要光的频率高于金属的极限频率,光的亮度无论强弱,光子的产生都几乎是瞬时的,不超过十的负九次方秒。正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成。这种解释为爱因斯坦所提出。光电效应由德国物理学家赫兹于1887年发现,对发展量子理论起了根本性作用,在光的照射下,使物体中的电子脱出的现象叫做光电效应(Photoelectric effect)。 光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏打效应。前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。

光电效应里,电子的射出方向不是完全定向的,只是大部分都垂直于金属表面射出,与光照方向无关 ,光是电磁波,但是光是高频震荡的正交电磁场,振幅很小,不会对电子射出方向产生影响。

9. 光电二极管电路原理图

半导体发光二极管  半导体发光二极管和半导体激光器类似,也是一个PN结,也是利用外电源向PN结注入 电子来发光的。半导体发光二极管记作 LED,是由P型半导体形成的P层和N型半导体形成的N层,以及中间的由双 异质结构成的有源层组成。有源层是发光区,其厚度为0.1~0.2μm左右。

  半导体发光二极管的结构公差没有激光器那么严格,而且无谐振腔。所以,所发出的光不是激光,而是荧光。LED是外加正向电压工作的器件。在正向偏压作用下,N区的电子将向正方向扩散,进入有源层,P区的空穴也将向负方向扩散,进入有源层。进入有源层的电子和空穴由于异质结势垒的作用,而被封闭在有源层内,就形成了粒子数反转分布。这些在有源层内粒子数反转分布的电子,经跃迁与空穴复合时,将产生自发辐射光。

  半导体发光二极管的结构简单,体积小,工作电流小,使用方便,成本低,所以在光电系统中的应用极为普遍。

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