光電信號(hào)檢測(cè)第三章第一部分光電二極管剖析

光電信號(hào)檢測(cè)第三章第一部分光電二極管剖析第一頁(yè)，共59頁(yè)。第三章

半導(dǎo)體光電檢測(cè)器件及應(yīng)用3.1光敏電阻3.2光生伏特器件--光電池3.3光電二極管與光電三極管3.4發(fā)光器件3.5光電耦合器件3.6光電位置敏感器件3.7光熱輻射檢測(cè)器件3.8各種光電檢測(cè)器件的性能比較第二頁(yè)，共59頁(yè)。3.1光敏電阻利用具有光電導(dǎo)效應(yīng)的材料（如Si、Ge等本征半導(dǎo)體與雜質(zhì)半導(dǎo)體，如CdS、CdSe、PbO）可以制成電導(dǎo)率隨入射光輻射量變化而變化的器件，這類(lèi)器件被稱為光電導(dǎo)器件或光敏電阻。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：體積小、堅(jiān)固耐用、價(jià)格低廉、光譜響應(yīng)范圍寬，廣泛應(yīng)用于微弱輻射信號(hào)的檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。第三頁(yè)，共59頁(yè)。3.1.1、光敏電阻的結(jié)構(gòu)及工作原理UbbIpIp金屬電極光電導(dǎo)材料入射光光敏電阻原理及符號(hào)光敏電阻符號(hào)工作原理第四頁(yè)，共59頁(yè)。UIp電極入射光當(dāng)入射光子使半導(dǎo)體物質(zhì)中的電子由價(jià)帶躍升到導(dǎo)帶時(shí)，導(dǎo)帶中的電子和價(jià)帶中的空穴均參與導(dǎo)電，因此電阻顯著減小，電導(dǎo)增加，或連接電源和負(fù)載電阻，可輸出電信號(hào)，此時(shí)可得出光電導(dǎo)g與光電流I光的表達(dá)式為：工作原理g=gL-gdI光=IL-Id第五頁(yè)，共59頁(yè)。工作原理光敏電阻按半導(dǎo)體材料的不同可分為本征型和雜質(zhì)型兩種，本征型半導(dǎo)體光敏電阻常用于可見(jiàn)光長(zhǎng)波段檢測(cè)，雜質(zhì)型常用于紅外波段至遠(yuǎn)紅外波段光輻射的檢測(cè)。光敏電阻設(shè)計(jì)的基本原則光敏電阻在弱光輻射下光電導(dǎo)靈敏度Sg與光敏電阻兩電極間距離l的平方成反比，在強(qiáng)輻射作用下Sg與l的二分之三次方成反比，因此在設(shè)計(jì)光敏電阻時(shí)，盡可能地縮短光敏電阻兩極間距離。第六頁(yè)，共59頁(yè)。光敏電阻的基本結(jié)構(gòu)12321-光電導(dǎo)材料；2-電極；3-襯底材料絕緣基底光電導(dǎo)體膜第七頁(yè)，共59頁(yè)。工作性能特點(diǎn)：光譜響應(yīng)范圍相當(dāng)寬?？梢?jiàn)光、紅外、遠(yuǎn)紅外、紫外區(qū)域工作電流大，可達(dá)數(shù)毫安。所測(cè)光電強(qiáng)度范圍寬，既可測(cè)弱光，也可測(cè)強(qiáng)光靈敏度高，光電增益可以大于1無(wú)選擇極性之分，使用方便。缺點(diǎn)：強(qiáng)光下光電線性度較差，弛豫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，頻率特性差。第八頁(yè)，共59頁(yè)。光敏電阻的種類(lèi)及應(yīng)用主要材料：Si、Ge、II-VI族和III-V族化合物，以及一些有機(jī)物。分紫外光、可見(jiàn)光、紅外及遠(yuǎn)紅外敏感的光敏電阻。應(yīng)用：照相機(jī)、光度計(jì)、光電自動(dòng)控制、輻射測(cè)量、能量輻射、物體搜索和跟蹤、紅外成像和紅外通信等技術(shù)方面制成的光輻射接收器件。第九頁(yè)，共59頁(yè)。3.1.2、光敏電阻特性參數(shù)1、光電特性光敏電阻的光電流I光與輸入輻射照度有下列關(guān)系式：其中：I光為光電流，I光=IL-Id；

E為照度，γ為光照指數(shù)，與材料的入射強(qiáng)弱有關(guān)，對(duì)CdS光電導(dǎo)體，弱光照射下γ=1，強(qiáng)光下γ=0.5；

U為光敏電阻兩端所加電壓，α為電壓指數(shù)，與光電導(dǎo)體和電極材料間接觸有關(guān)，歐姆接觸時(shí)α=1，非歐姆接觸時(shí)α=1.1-1.2Sg為光電導(dǎo)靈敏度，單位S/lxOI光ECdS的光電特性對(duì)CdS光電導(dǎo)體，弱光照射下γ=1，強(qiáng)光下γ=0.5；為什么？

光照增強(qiáng)的同時(shí)，載流子濃度不斷的增加，同時(shí)光敏電阻的溫度也在升高，從而導(dǎo)致載流子運(yùn)動(dòng)加劇，因此復(fù)合幾率也增大，光電流呈飽和趨勢(shì)。（冷卻可以改善）第十頁(yè)，共59頁(yè)。2、伏安特性（輸出特性）

一定光照下，光敏電阻的光電流與所加電壓關(guān)系即為伏安特性。3.1.2、光敏電阻特性參數(shù)允許的功耗線O10電壓V/VI光/mA510050100lx10lx250mW光敏電阻的伏安特性

光敏電阻為一純電阻，符合歐姆定律，曲線為直線。但對(duì)大多數(shù)半導(dǎo)體，電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)時(shí)，不再遵守歐姆定律。而CdS在100V時(shí)就不成線性了。

第十一頁(yè)，共59頁(yè)。3.1.2、光敏電阻特性參數(shù)3、溫度特性

光敏電阻為多數(shù)載流子導(dǎo)電的光電器件，具有復(fù)雜的溫度特性。不同材料的光敏電阻溫度特性不同。書(shū)25頁(yè)中圖3-5中為CdS和CdSe光敏電阻不同照度下的溫度特性曲線?？梢钥闯鰷囟壬呖梢詫?dǎo)致材料光電導(dǎo)率的下降。實(shí)際中往往采用控制光敏電阻工作的溫度的辦法提高工作穩(wěn)定性。第十二頁(yè)，共59頁(yè)。3.1.2、光敏電阻特性參數(shù)

換句話說(shuō)，溫度的變化，引起溫度噪聲，導(dǎo)致光敏電阻靈敏度、光照特性、響應(yīng)率等都發(fā)生變化。為了提高靈敏度，必須采用冷卻裝置，尤其是雜質(zhì)型半導(dǎo)體對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)紅外輻射檢測(cè)領(lǐng)域更為重要。溫度特性第十三頁(yè)，共59頁(yè)。3.1.2、光敏電阻特性參數(shù)4、前歷效應(yīng)

指光敏電阻的時(shí)間特性與工作前“歷史”有關(guān)的一種現(xiàn)象。即測(cè)試前光敏電阻所處狀態(tài)對(duì)光敏電阻特性的影響。

暗態(tài)前歷效應(yīng)：指光敏電阻測(cè)試或工作前處于暗態(tài)，當(dāng)它突然受到光照后光電流上升的快慢程度。一般地，工作電壓越低，光照度越低，則暗態(tài)前歷效應(yīng)就越重，光電流上升越慢。1-黑暗放置3分鐘后

2-黑暗放置60分鐘后

3-黑暗放置24小時(shí)后第十四頁(yè)，共59頁(yè)。

亮態(tài)前歷效應(yīng)：光敏電阻測(cè)試或工作前已處于亮態(tài)，當(dāng)照度與工作時(shí)所要達(dá)到的照度不同時(shí)，所出現(xiàn)的一種滯后現(xiàn)象。3.1.2、光敏電阻特性參數(shù)前歷效應(yīng)第十五頁(yè)，共59頁(yè)。3.1.2、光敏電阻特性參數(shù)5、頻率特性

光敏電阻的時(shí)間常數(shù)較大，所以其上限頻率f上低，只有PbS光敏電阻的工作頻率特性達(dá)到幾千赫茲。當(dāng)E=0.11lx時(shí)，光敏電阻tr=1.4s，

E=10lx時(shí)，光敏電阻tr=66mS,E=100lx時(shí)，光敏電阻tr=6mS。

同時(shí)，時(shí)間特性與輸入光的照度、工作溫度有明顯的依賴關(guān)系。4123O1f/Hz相對(duì)輸出0.41051010.20.60.81021031041-Se；2-CdS；3-TlS；4-PbS第十六頁(yè)，共59頁(yè)。3.1.2、光敏電阻特性參數(shù)6、時(shí)間響應(yīng)

光敏電阻的時(shí)間常數(shù)較大，慣性大，時(shí)間響應(yīng)比其它光電器件差。頻率響應(yīng)低。時(shí)間特性與光照度、工作溫度有明顯的依賴關(guān)系。Τ’rΤ’fEtOi(%)tO1006337τrτf矩形光脈沖10lx100lx第十七頁(yè)，共59頁(yè)。3.1.2、光敏電阻特性參數(shù)7、光譜特性相對(duì)靈敏度與波長(zhǎng)的關(guān)系可見(jiàn)光區(qū)光敏電阻的光譜特性

光譜特性曲線覆蓋了整個(gè)可見(jiàn)光區(qū)，峰值波長(zhǎng)在515～600nm之間。尤其硫化鎘（2）的峰值波長(zhǎng)與人眼的很敏感的峰值波長(zhǎng)（555nm）是很接近的，因此可用于與人眼有關(guān)的儀器。第十八頁(yè)，共59頁(yè)。3.1.2、光敏電阻特性參數(shù)光譜特性紅外區(qū)光敏電阻的光譜特性注明：此特性與所用材料的光譜響應(yīng)、制造工藝、摻雜濃度和使用的環(huán)境溫度有關(guān)。第十九頁(yè)，共59頁(yè)。1、常用光敏電阻CdS光敏電阻：峰值響應(yīng)波長(zhǎng)0.52um，摻銅或氯時(shí)峰值波長(zhǎng)變長(zhǎng)，光譜響應(yīng)向紅外區(qū)延伸，其亮暗電導(dǎo)比在10lx照度上可達(dá)1011(一般約為106)，其時(shí)間常數(shù)與入射光強(qiáng)度有關(guān)，100lx下可達(dá)幾十毫秒。是可見(jiàn)光波段最靈敏的光敏電阻。PbS光敏電阻：響應(yīng)波長(zhǎng)在近紅外波段，室溫下響應(yīng)波長(zhǎng)可達(dá)3um，峰值探測(cè)率Dλ*=1.5Χ1011cm·Hz1/2/w。缺點(diǎn)主要是響應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)，室溫條件下100-300uS。內(nèi)阻約為1MΩ，銻化銦（InSb）光敏電阻：長(zhǎng)波限7.5um，內(nèi)阻低（約50Ω），峰值探測(cè)率Dλ*=1.2Χ1011cm·Hz1/2/w。時(shí)間常數(shù)0.02uS。零度時(shí)探測(cè)率可提高2-3倍。碲鎘汞HgCdTe系列光敏電阻。其性能優(yōu)良，最有前途的光敏電阻。不同的Cd組分比例，可實(shí)現(xiàn)1-3um,3-5um,8-14um的光譜范圍的探測(cè)。例如Hg0.8Cd0.2Te響應(yīng)在大氣窗口8-14um，峰值波長(zhǎng)10.6um，Hg0.72Cd0.28Te響應(yīng)波長(zhǎng)在3-5um.碲錫鉛（PbSnTe）系列光敏電阻：不同的錫組分比例，響應(yīng)波長(zhǎng)不同。主要用在8-10um波段探測(cè)，但探測(cè)率低，應(yīng)用不廣泛。3.1.3、光敏電阻的應(yīng)用電路第二十頁(yè)，共59頁(yè)。2、基本偏置電路3.1.3、光敏電阻的應(yīng)用電路RPURLULI

忽略暗電導(dǎo)Gd(暗電阻很大)：

G=Gp=SgE或G=SgΦ

即對(duì)R求導(dǎo)得到負(fù)號(hào)表示電阻是隨溫度的增加而減小。當(dāng)光通量變化時(shí)，電阻變化ΔRp，電流變化ΔI，即有：

即第二十一頁(yè)，共59頁(yè)。2、基本偏置電路3.1.3、光敏電阻的應(yīng)用電路URLULI輸出電壓第二十二頁(yè)，共59頁(yè)。3.1.3、光敏電阻的應(yīng)用電路1、火焰檢測(cè)報(bào)警器R12kΩ中心站放大器VDW6VR2200kΩR3PbSC168nFC268uFR43.9MΩR5820kΩR71kΩR832kΩR63.9kΩR9150kΩC44.7nF+C3100uFV1V2V3PbS光敏電阻：Rd=1MΩ,Rl=0.2MΩ，峰值波長(zhǎng)2.2um。恒壓偏置電路高輸入阻抗放大電路Vo第二十三頁(yè)，共59頁(yè)?？扉T(mén)按鈕驅(qū)動(dòng)單元UthURUth=???UR=???+_ARp210kΩRp110kΩR2300ΩR15.1kΩC11uFMVDVRCdSUbb3.1.3、光敏電阻的應(yīng)用電路2、照相機(jī)電子快門(mén)第二十四頁(yè)，共59頁(yè)。3、照明燈的光電控制電路3.1.3、光敏電阻的應(yīng)用電路CKVDRCdS常閉燈~(yú)220V半波整流測(cè)光與控制執(zhí)行控制第二十五頁(yè)，共59頁(yè)。3.1.4、光敏電阻使用的注意事項(xiàng)測(cè)光的光源光譜特性與光敏電阻的光敏特性相匹配。要防止光敏電阻受雜散光的影響。要防止使光敏電阻的電參數(shù)(電壓,功耗)超過(guò)允許值。根據(jù)不同用途，選用不同特性的光敏電阻。一般,數(shù)字信息傳輸:亮電阻與暗電阻差別大，光照指數(shù)γ大的光敏電阻。模擬信息傳輸:則以選用γ值小、線性特性好的光敏電阻。第二十六頁(yè)，共59頁(yè)。分類(lèi)按用途太陽(yáng)能光電池：用作電源（效率高，成本低）測(cè)量用光電池：探測(cè)器件（線性、靈敏度高等）按材料硅光電池：光譜響應(yīng)寬，頻率特性好硒光電池：波譜峰值位于人眼視覺(jué)內(nèi)薄膜光電池：CdS增強(qiáng)抗輻射能力紫光電池：PN結(jié)非常?。?.2-0.3μm,短波峰值600nm3.2光電池第二十七頁(yè)，共59頁(yè)。

光電池是一種利用光生伏特效應(yīng)制成的不需加偏壓就能將光能轉(zhuǎn)化成電能的光電器件。3.2.1光電池的基本結(jié)構(gòu)和工作原理1、金屬-半導(dǎo)體接觸型（硒光電池）基本結(jié)構(gòu)2、PN結(jié)型幾個(gè)特征：

1、柵狀電極

2、受光表面的保護(hù)膜

3、上、下電極的區(qū)分符號(hào)第二十八頁(yè)，共59頁(yè)。3.2.2硅光電池的特性參數(shù)1、光照特性伏安特性硅光電池工作在第四象限，若工作在反偏置狀態(tài)，則伏安特性將近伸到第三象限。由光電池的電流方程：

Rs很小，可忽略，上式變?yōu)椋篟sRLVDIpI+ILRLVDILIp=Sg·E第二十九頁(yè)，共59頁(yè)。1、光照特性3.2.2硅光電池的特性參數(shù)負(fù)載電流ILERL1RL2RL3RL4RL4RL5RL=∞RL=0Voc1Voc5Isc1Isc2Isc3Isc4Is當(dāng)IL=0時(shí)一般Ip>>Is,

當(dāng)RL=0時(shí)，Isc=Ip=Sg·E下面看兩個(gè)關(guān)系：當(dāng)E=0時(shí)第三十頁(yè)，共59頁(yè)。1、Voc，Isc與E的關(guān)系：

當(dāng)IL=0，RL=∞時(shí)一般Ip>>Is,且Ip=Sg·E

3.2.2硅光電池的特性參數(shù)用于光電池檢測(cè)當(dāng)V=0，RL=0時(shí)，第三十一頁(yè)，共59頁(yè)。2、Isc與E和RL的關(guān)系：3.2.2硅光電池的特性參數(shù)RL=120ΩRL=2.4kΩRL=12kΩE/lxJ/uA·mm2

當(dāng)RL=0時(shí)，

Isc=Ip=Sg·E

當(dāng)RL不為0時(shí)RLVDIL

為什么RL的增加會(huì)使光電流減小？第三十二頁(yè)，共59頁(yè)。光電池光照特性特征1、Voc與光照E成對(duì)數(shù)關(guān)系；典型值在0.45-0.6V。作電源時(shí)，轉(zhuǎn)化效率10%左右。最大15.5-20%。2、Isc與E成線性關(guān)系，常用于光電池檢測(cè)，Isc典型值

35-45mA/cm2。2、RL越小，線性度越好，線性范圍越寬。3、光照增強(qiáng)到一定程度，光電流開(kāi)始飽和，與負(fù)載電阻有關(guān)。負(fù)載電阻越大越容易飽和。3.2.2硅光電池的特性參數(shù)第三十三頁(yè)，共59頁(yè)。2、輸出特性3.2.2硅光電池的特性參數(shù)RL/Ω0100200300400500Voc/VIsc/mA400200

010080400PLVocILRMUL隨RL的增大而增大，直到接近飽和。RL小時(shí)IL趨近于短路電流Isc。在RL=RM時(shí)，有最大輸出功率，RM稱為最佳負(fù)載。光電池作為換能器件時(shí)要考慮最大輸出問(wèn)題，跟入射光照度也有關(guān)。作為測(cè)量使用，光電池以電流使用。短路電流Isc與光照度成線性關(guān)系，RL的存在使IL隨光照度非線性的增加。RL增大，線性范圍越來(lái)越小。第三十四頁(yè)，共59頁(yè)。3、光譜特性3.2.2硅光電池的特性參數(shù)第三十五頁(yè)，共59頁(yè)。4、溫度特性3.2.2硅光電池的特性參數(shù)Voc具有負(fù)溫度系數(shù)，其值約為2-3mV/度。Isc具有正溫度系數(shù)，但隨溫度升高增長(zhǎng)的比例很小，約為10-5-10-3mA/度總結(jié)：當(dāng)光電池接收強(qiáng)光照時(shí)要考慮溫度升高的影響。如硅光電池不能超過(guò)200度。第三十六頁(yè)，共59頁(yè)。3.2.3硅光電池的應(yīng)用1、光電池用作太陽(yáng)能電池把光能直接轉(zhuǎn)化成電能，需要最大的輸出功率和轉(zhuǎn)化效率。即把受光面做得較大，或把多個(gè)光電池作串、并聯(lián)組成電池組，與鎳鎘蓄電池配合，可作為衛(wèi)星、微波站等無(wú)輸電線路地區(qū)的電源供給。2、光電池用作檢測(cè)元件利用其光敏面大，頻率響應(yīng)高，光電流與照度線性變化，適用于開(kāi)關(guān)和線性測(cè)量等。第三十七頁(yè)，共59頁(yè)。光電池與外電路的連接方式3.2.3硅光電池的應(yīng)用-10VVociC3DG62CR×21kΩ硅三極管的放大光電流電路-10VVociC3AX42CR鍺三極管的放大電路1kΩ光電池作緩變信號(hào)檢測(cè)時(shí)的的變換電路舉例第三十八頁(yè)，共59頁(yè)。硅三極管放大光電流的電路+4VVociC3DG7A2CR1kΩ2AP7100Ω3.2.3硅光電池的應(yīng)用+_Δ∞VocRf2CR采用運(yùn)算放大器的電路光電池的變換電路舉例第三十九頁(yè)，共59頁(yè)。1．太陽(yáng)電池電源

太陽(yáng)電池電源系統(tǒng)主要由太陽(yáng)電池方陣、蓄電池組、調(diào)節(jié)控制和阻塞二極管組成。如果還需要向交流負(fù)載供電，則加一個(gè)直流－交流變換器，太陽(yáng)電池電源系統(tǒng)框圖如圖。逆變器

交流負(fù)載

直流負(fù)載太陽(yáng)能電池電源系統(tǒng)阻塞二極管

調(diào)節(jié)控制器太陽(yáng)電池方陣第四十頁(yè)，共59頁(yè)。第四十一頁(yè)，共59頁(yè)。(a)光電追蹤電路+12VR4R3R6R5R2R1WBG1BG2

圖(a)為光電地構(gòu)成的光電跟蹤電路，用兩只性能相似的同類(lèi)光電池作為光電接收器件。當(dāng)入射光通量相同時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)按預(yù)定的方式工作或進(jìn)行跟蹤。當(dāng)系統(tǒng)略有偏差時(shí)，電路輸出差動(dòng)信號(hào)帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行糾正，以此達(dá)到跟蹤的目的。光電池在檢測(cè)和控制方面應(yīng)用中的幾種基本電路第四十二頁(yè)，共59頁(yè)。BG2BG1+12VCJR1R2(b)光電開(kāi)關(guān)

圖(b)所示電路為光電開(kāi)關(guān)，多用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中。無(wú)光照時(shí)，系統(tǒng)處于某一工作狀態(tài)，如通態(tài)或斷態(tài)。當(dāng)光電池受光照射時(shí)，產(chǎn)生較高的電動(dòng)勢(shì)，只要光強(qiáng)大于某一設(shè)定的閾值，系統(tǒng)就改變工作狀態(tài)，達(dá)到開(kāi)關(guān)目的。第四十三頁(yè)，共59頁(yè)。(c)光電池觸發(fā)電路R1R2R3R4R5R6BG1BG2BG3BG4C1C2C3+12VW

圖(c)為光電池觸發(fā)電路。當(dāng)光電池受光照射時(shí)，使單穩(wěn)態(tài)或雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，改變其工作狀態(tài)或觸發(fā)器件(如可控硅)導(dǎo)通。第四十四頁(yè)，共59頁(yè)。+12V5G23(d)光電池放大電路C3-12VWR1R2R3R4R5C1C218765432圖(d)為光電池放大電路。在測(cè)量溶液濃度、物體色度、紙張的灰度等場(chǎng)合，可用該電路作前置級(jí)，把微弱光電信號(hào)進(jìn)行線性放大，然后帶動(dòng)指示機(jī)構(gòu)或二次儀表進(jìn)行讀數(shù)或記錄。

在實(shí)際應(yīng)用中，主要利用光電池的光照特性、光譜特性、頻率特性和溫度特性等，通過(guò)基本電路與其它電子線路的組合可實(shí)現(xiàn)或自動(dòng)控制的目的。第四十五頁(yè)，共59頁(yè)。220VC1路燈CJD-108V200μF200μFC2C3100μFR1R3R5R7R4R6R7R2J470kΩ200kΩ10kΩ4.3kΩBG1280kΩ25kΩ57kΩ10kΩ路燈自動(dòng)控制器BG2BG3BG42CR第四十六頁(yè)，共59頁(yè)。光電二極管的分類(lèi)：按材料分，光電二極管有硅、砷化鎵、銻化銦光電二極管等許多種。按結(jié)構(gòu)分，有同質(zhì)結(jié)與異質(zhì)結(jié)之分。其中最典型的是同質(zhì)結(jié)硅光電二極管。國(guó)產(chǎn)硅光電二極管按襯底材料的導(dǎo)電類(lèi)型不同，分為2CU和2DU兩種系列。2CU系列以N-Si為襯底，2DU系列以P-Si為襯底。2CU系列的光電二極管只有兩條引線，而2DU系列光電二極管有三條引線。3.3光電二極管與光電三極管第四十七頁(yè)，共59頁(yè)。3.3光電二極管與光電三極管光電二極管與光電池的特性比較基本結(jié)構(gòu)相同，由一個(gè)PN結(jié)；光電二極管的光敏面小，結(jié)面積小，頻率特性好，雖然光生電動(dòng)勢(shì)相同,但光電流普遍比光電池小,為數(shù)微安。摻雜濃度：光電池約為1016-1019/cm3，硅光電二極管1012~1013/cm3，電阻率：光電池0.1-0.01Ω/cm，光電二極管1000Ω/cm。光電池零偏壓下工作，光電二極管反偏壓下工作。光電二極管的類(lèi)型：硅、鍺、PIN、APD第四十八頁(yè)，共59頁(yè)。3.3光電二極管與光電三極管光電二極管的工作原理NP光+_外加反向偏壓符號(hào)第四十九頁(yè)，共59頁(yè)。光電二極管的基本結(jié)構(gòu)3.3光電二極管與光電三極管N環(huán)極前極N+N+P后極環(huán)型光電二極管的結(jié)構(gòu)前級(jí)后級(jí)環(huán)級(jí)VARLhν等效電路第五十頁(yè)，共59頁(yè)。光電二極管的伏安特性IUOE2>E1>E0E0E1E3加正向偏壓時(shí)，表現(xiàn)為單向?qū)щ娦浴Ｗ鳛楣饷舳O管使用時(shí)，需要加反向偏壓，當(dāng)有光照時(shí)會(huì)產(chǎn)生光電流，且光電流遠(yuǎn)大于反向飽和電流。反向偏壓可以減小載流子的渡越時(shí)間和二極管的極間電容。反向偏壓較小時(shí)反向電壓達(dá)到一定值時(shí)。uiO暗電流E=200lxE=400lx第五十一頁(yè)，共59頁(yè)。光電二極管的光譜特性1、光敏二極管在較小負(fù)載電阻下，光電流與入射光功率有較好的線性關(guān)系。2、光敏二極管的響應(yīng)波長(zhǎng)與GaAs激光管和發(fā)光二極管的波長(zhǎng)一致，組合制作光電耦合器件。3、光電二極管結(jié)電容很小，頻率響應(yīng)高，帶寬可達(dá)100kHz。第五十二頁(yè)，共59頁(yè)。光電二極管的溫度特性