光電二極管是如何工作的，如何使用光電二極管

什么是光電二極管？

光電二極管是感測(cè)光的二極管。它有兩條腿，有各種形狀和包裝。當(dāng)光照射到光電二極管時(shí)，電流以兩種方式之一流過它：要么從光中產(chǎn)生小電流，要么光允許更大的電流流過。

光電二極管符號(hào)看起來像發(fā)光二極管的符號(hào)，只是其箭頭指向內(nèi)部。

光電二極管符號(hào)

如何使用光電二極管

當(dāng)您在沒有任何偏置電壓的情況下操作光電二極管時(shí)，照射在其上的光會(huì)在其端子上產(chǎn)生一個(gè)小電壓。

如果在電阻器上連接一個(gè)電阻器，則流過電阻器的電流非常小。這稱為光伏模式，在低頻條件下效果最佳（即當(dāng)燈沒有很快打開和關(guān)閉時(shí)）。

另一方面，當(dāng)它反向偏置時(shí)，即陽極連接到負(fù)電壓，陰極連接到正電壓，它處于光導(dǎo)模式。在這種模式下，它更像是一個(gè)開關(guān)。光電二極管上的光“關(guān)閉開關(guān)”，電流流過光電二極管：

在這種模式下，它可以更快地打開和關(guān)閉。光電二極管通常以這種模式使用。

光電二極管的類型

根據(jù)Byju的說法，有四種類型的光電二極管：

PN光電二極管：在反向偏置模式下使用的簡單p-n結(jié)光電二極管。

PIN光電二極管：p-n結(jié)光電二極管，在接合處在p型和n型材料之間具有本征半導(dǎo)體層。當(dāng)需要更大的表面積進(jìn)行光照時(shí)，它使用。

雪崩光電二極管：一種p-n結(jié)光電二極管，可用于深度反向偏置條件。它具有更高的光伏電流，因?yàn)樵趐-n結(jié)中產(chǎn)生更多的電子 - 空穴對(duì)。

肖特基光電二極管：它由多個(gè)肖特基二極管組成，以更高的速度和更大的波長工作。

光電二極管如何工作？

在內(nèi)部，光電二極管具有p-n結(jié)，該結(jié)是p型半導(dǎo)體材料與n型半導(dǎo)體材料融合時(shí)形成的。p型半導(dǎo)體材料具有空穴作為正移動(dòng)電荷載流子，而n型半導(dǎo)體材料具有電子作為負(fù)移動(dòng)電荷載流子。

由于p-n結(jié)具有帶相反電荷的移動(dòng)載波，因此它們相互中和并在接合處形成耗盡區(qū)域。它被稱為耗盡區(qū)域，因?yàn)樗鼪]有任何移動(dòng)電荷載流子。p-n結(jié)中的p型材料部分沒有空穴，因此帶負(fù)電。類似地，p-n結(jié)中的n型半導(dǎo)體部分帶正電。

當(dāng)具有足夠能量的光子（或光）落在光電二極管的p-n結(jié)上時(shí)，它們會(huì)破壞并電離不動(dòng)原子的共價(jià)鍵。這會(huì)產(chǎn)生新的電子-空穴對(duì)。這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。產(chǎn)生的電子被掃向n型材料（因?yàn)閚型材料的耗盡區(qū)帶正電）。孔被掃向p型材料（因?yàn)閜型材料的耗盡區(qū)域帶負(fù)電）。這種電荷流導(dǎo)致光電流或簡單的電流。

換句話說，光電二極管感測(cè)光并產(chǎn)生電流作為輸出。光電二極管也稱為光電傳感器、光電探測(cè)器或光探測(cè)器。