光电二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。它的核心部分也是一个PN结,和普通二极管相比,在结构上不同的是,为了便于接受入射光照,PN结面积尽量做的大一些,电极面积尽量小些,而且PN结的结深很浅,一般小于1微米。光电二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时,反向电流很小(一般小于0.1微安),称为暗电流。当有光照时,携带能量的光子进入PN结后,把能量传给共价键上的束缚电子,使部分电子挣脱共价键,从而产生电子---空穴对,称为光生载流子。接下来小编给大家介绍一下光电二极管的优缺点以及不同类型的光电二极管技术特点。
1.光电二极管的优缺点
与光电倍增管的比较比光电倍增管更加优越的特性:
1、更好的线性
2、从190纳米到1100纳米(硅)的响应光谱范围
3、低噪声
4、被加固以适应机械挤压
5、价格低廉
6、结实但自重较轻
7、使用寿命长
8、无需高压电源即可工作
缺点:
1、面积太小
2、没有内部增益(雪崩光电二极管除外,而且即使是雪崩光电二极管,其内部增益也通常只有102–103 ,远低于光电倍增管的108数量级
3、总的来说灵敏度更低
4、只有具有特殊设计的产品才能对光子进行技术
5、许多产品设计的响应时间更慢
2.不同类型的光电二极管技术特点
1、发光二极管 (LED)
当电极之间的电流通过这个二极管时,就会产生光。换句话说,当足够量的正向电流通过它时,就会产生光。在许多二极管中,产生的这种光是不可见的,因为它们的频率水平不允许可见。
2、激光二极管
它是一种不同类型的二极管,因为它产生相干光。它广泛用于 CD 驱动器、DVD 和激光设备。与 LED 相比,这些成本较高,与其他激光发生器相比更便宜。有限的使用寿命是这些二极管的唯一缺点。
3、雪崩二极管
该二极管属于反向偏置型,利用雪崩效应工作。当电压降恒定且与电流无关时,就会发生雪崩击穿。它们表现出高水平的灵敏度,因此可用于光检测。
4、齐纳二极管
它是最有用的二极管类型,因为它可以提供稳定的参考电压。它们在反向偏压下运行,并在达到一定电压时发生故障。如果通过电阻器的电流受到限制,则会产生稳定的电压。稳压二极管广泛用于电源中以提供参考电压。
5、肖特基二极管
它的正向电压低于其他硅 PN 结二极管。在电流低的地方会看到下降,在那个阶段,电压范围在 0.15 到 0.4 伏之间。为了获得该性能,它们的构造不同。肖特基二极管广泛用于整流器应用。
6、光电二极管
光电二极管甚至可以识别由光产生的少量电流。这些对光的检测非常有帮助。这是一个反向偏置二极管,用于太阳能电池和光度计。它们甚至被用来发电。
7、PN结二极管
PN结二极管也称为整流二极管。这些二极管用于整流过程,由半导体材料制成。PN结二极管包括两层半导体。一层半导体材料掺杂有P型材料,另一层掺杂有N型材料。这些 P 型和 N 型层的组合形成称为 PN 结的结。因此,得名PN结二极管。