什么是光電二極管?
??光電二極管是一種受光元件,當受到光照射時,會產生微小電流沿固定方向流動。
當光照射到半導體結上時,會發生內部光電效應,激發電子并導致電流流動,用于檢測照射光的水平。由于其檢測接收光的精度較高,對于光通信設備尤為必要。
它還被納入氣體濃度測量等醫療設備中。二極管結構主要有PN結型、PIN結型、雪崩型等,每種類型的受光靈敏度和響應速度不同。
光電二極管的應用
光電二極管的典型應用包括 CD/DVD 播放器拾音器、電視遙控器和光通信。特別是,具有高光接收靈敏度的PIN結型用于光通信系統,但也廣泛用于其他應用。
這是三種光電二極管結構中最常用的類型。此外,還用于斷層X光機等醫療設備。
光電二極管原理
光電二極管利用一種物理現象,當元件受到光照射時,半導體結中的電子被激發,并且可以通過測量電流來檢測光量。
可以檢測到的光的波長根據二極管的材料而不同,因此必須根據波長的預期用途來選擇。所用材料主要有硅、鍺、硫化鉛等。
1.PN結型
當P型半導體和N型半導體之間的邊界處的耗盡層受到光照射時,電子流向N型半導體,隨著電子的移動,在P型半導體中產生空穴。當器件受到光照射時,會發生這樣的電子和空穴的流動,電子的流動被檢測為電流,但響應速度相當慢。
2.PIN結型
這種結構最常用于光電二極管,因為它具有較低的背景噪聲(也稱為暗電流)。 P型半導體、I型半導體、N型半導體依次連接。
另一個特點是,通過向I型半導體部分施加反向偏壓,激發的電子可以平穩地流向N型半導體,從而提高響應速度。
3.雪崩結型
其特點是P型半導體層從電極位置開始依次分為p+層、p-層、p層。其雪崩(電子雪崩)放大功能使其能夠以超快的響應檢測極弱的光。常見的是使用高電壓,縮寫為APD。