您好,歡迎來電子發(fā)燒友網(wǎng)! ,新用戶?[免費(fèi)注冊]

您的位置:電子發(fā)燒友網(wǎng)>電子元器件>二極管>

光電二極管結(jié)構(gòu)_光電二極管的作用_光電二極管應(yīng)用 - 全文

2017年11月30日 18:28 網(wǎng)絡(luò)整理 作者: 用戶評論(0
關(guān)鍵字:光電二極管(35992)

  光電二極管(又稱光敏二極管)是一種常用的光敏器件。和晶體二極管相識,光電二極管也是具有一個PN結(jié)的半導(dǎo)體器件,所不同的是光電二極管有一個透明的窗口,以便使光線能夠照射到PN結(jié)上。

  光電二極管結(jié)構(gòu)

  光電二極管的伏安特性

  光電二極管是工作在光導(dǎo)模式的結(jié)型光伏探測器,它工作在第3 三象限,此時二極管上加反內(nèi)電場增強(qiáng),PN 結(jié)變寬,少子的漂流運(yùn)動增強(qiáng),多子的擴(kuò)散運(yùn)動減弱,擴(kuò)散電流小向電壓,于漂流電流,熱平衡被打破,無光照時,光功率P=0,這時IS 就是PN 結(jié)的反向飽和電流;當(dāng)有光輻射時,且入射光能量E 大于半導(dǎo)體的禁帶寬度,光子被半導(dǎo)體吸收,從而產(chǎn)生電子-空穴對,入射光功率越大,產(chǎn)生的電子-空穴對越多,光生電流就越大,其伏安特性線如圖2 所示。

  光電二極管結(jié)構(gòu)_光電二極管的作用_光電二極管應(yīng)用

  光電二極管的外部結(jié)構(gòu)(如圖3所示)

  光電二極管結(jié)構(gòu)_光電二極管的作用_光電二極管應(yīng)用

  當(dāng)光照射時,光電二極管的L作原理與光電池的工L作原理(如圖4 所示) 很相似當(dāng)光不照射時,光電極管處于截止?fàn)顟B(tài),只有少數(shù)載流子在反向偏壓的作用下形成微小的反向電流,即暗電流。

  光電二極管的作用

  光電二極管的作用是進(jìn)行光電BFQ591轉(zhuǎn)換,在光控、紅外遙控、光探測、光纖通信和光電耦合等方面有,“泛的應(yīng)用。

  光控

  光電二極管可以用作光控開關(guān),電路如圖7-8所示。無光照時,光電二極管VD,因接反向電壓而截止,晶體三極管VT.、VT2因無基極電流也截止,繼電器處于釋放狀態(tài)。當(dāng)有光線照射到光電二極管VD.時,VD.從截止轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通,使VTi、VT2相繼導(dǎo)通,繼電器K吸合,接通被控電路。

  光電二極管結(jié)構(gòu)_光電二極管的作用_光電二極管應(yīng)用

  光信號接收

  光電二極管可以用作接收光信號。圖7-9所示為光信號接收放大電路,光信號由光電二極管VD接收,經(jīng)VT放大后通過耦合電容C輸出。

  光電二極管結(jié)構(gòu)_光電二極管的作用_光電二極管應(yīng)用

  光轉(zhuǎn)換

  光電二極管可以用作紅外光到可見光的轉(zhuǎn)換,電路如圖7-10所示,紅外光信號由光電二極管VD.接收,經(jīng)晶體三極管VT.、VT:放大后,驅(qū)動發(fā)光二極管VD:發(fā)出可見光。

  光電二極管應(yīng)用

  光電池

  光電池實(shí)質(zhì)上是一個大面積的PN 結(jié),當(dāng)光照射到PN 結(jié)的一個面,例如P 型面時,若光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度,那么P 型區(qū)每吸收一個光子就產(chǎn)生- 一對自由電子和空穴,電子-空穴對從表面向內(nèi)迅速擴(kuò)散,在結(jié)電場的作用下,最后建立一個與光照強(qiáng)度有關(guān)的電動勢。

  如果這時,我們把它作為一個電源,接上外電路,只要保證有源源不斷的光照,那么光電池就會源源不斷的供電,這就是光電池。換句話說光電池是一種不需要加偏壓的,能直接把光能轉(zhuǎn)換成電能的PN 結(jié)的光電器件,按照光電池的用途可分為太陽能光電池(圖6)和測量光電池( 圖7)。

  

  光電二極管和光電池的主要差別:用途不同。

  光電池:用于能量轉(zhuǎn)化,優(yōu)點(diǎn)是可以提高轉(zhuǎn)化率。

  光電二極管:用于探測,優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、響應(yīng)快、高量子效率。

  特性差異:

 ?。?)響應(yīng)范圍要求不同。

 ?。?) 響應(yīng)時間不同。

 ?。?) 工作模式不同。

  光電二極管結(jié)構(gòu)_光電二極管的作用_光電二極管應(yīng)用

  太陽能電池

  太陽能電池簡稱太陽電池,如圖8 所示,它是一種半導(dǎo)體器件,當(dāng)太陽光照射到半導(dǎo)體上時,其中一部分被表面反射掉,其余部分被半導(dǎo)體吸收或透過。被吸收的光,當(dāng)然有一些變成熱,另一些光子則同組成半導(dǎo)體的原子價(jià)電子碰撞,于是產(chǎn)生電子-空穴對。這樣,光能就以產(chǎn)生電子-空穴對的形式轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,所以陽光照后,太陽電池兩端會產(chǎn)生直流電壓,從而將太陽光能直按轉(zhuǎn)化為直流電流。若分別在P 型層和n 型層焊上金屬引線,接通負(fù)載,則外電路便有電流通過。如此形成的一個個電池元件,把它們串聯(lián)、并聯(lián)起來,就能產(chǎn)生一定的電壓和電流,輸出功率。

  光伏發(fā)電照明系統(tǒng)

  光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽能電池直接將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電系統(tǒng),利用的是光生伏特效應(yīng)。它的主要部件是太陽能電池、蓄電池、控制器逆變器。其特點(diǎn)是可靠性高、使用壽命長、不污染環(huán)境、能獨(dú)立發(fā)電又能并網(wǎng)運(yùn)行,它分為獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),與現(xiàn)有的主要發(fā)電方式相比較,光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)有:工作點(diǎn)變化較快,這是由于光伏發(fā)電系統(tǒng)受光照、溫度等外界環(huán)境因素的影響很大,它具有廣闊的發(fā)展前景。

  (1) 獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)

  獨(dú)立太陽能光伏發(fā)電是指太陽能光伏發(fā)電不與電網(wǎng)連接的發(fā)電方式,典型特征為需要用蓄電池來存儲夜晚用電的能量。獨(dú)立太陽能光伏發(fā)電在民用范圍內(nèi)主要用于邊遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村,家庭。

 ?。?) 并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

  并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電(如圖9) 是指太陽能光伏發(fā)電連按到國家電網(wǎng)的發(fā)電的方式,成為電網(wǎng)的補(bǔ)充,典型特征為不需要蓄電池。民用太陽能光伏發(fā)電多以家庭為單位,商業(yè)用途主要為公共設(shè)施、夜景美化景觀照明系統(tǒng)等的供電,工業(yè)用途如太陽能農(nóng)場。

  光電二極管結(jié)構(gòu)_光電二極管的作用_光電二極管應(yīng)用

上一頁123全文

非常好我支持^.^

(6) 75%

不好我反對

(2) 25%

( 發(fā)表人:陳翠 )

      發(fā)表評論

      用戶評論
      評價(jià):好評中評差評

      發(fā)表評論,獲取積分! 請遵守相關(guān)規(guī)定!

      ?