矽(guī)光電二極(jí)管(guǎn)是簡單(dān),具有代表性的光生(shēng)伏(fú)特器件(jiàn),它(tā)響應(yīng)速度快(kuài),暗(àn)電流(liú)低(dī),結電容(róng)小(xiǎo),靈(líng)敏度高(gāo),陶(táo)瓷(cí)無(wú)鉛封(fēng)裝。典(diǎn)型應用(yòng)有復(fù)印(yìn)機,光電開關,光照(zhào)度計(jì),汽車傳(chuán)感(gǎn)器,照(zhào)相(xiāng)機(jī)自(zì)動(dòng)曝光(guāng)等。其中,它為最基(jī)本的(dí)光生伏(fú)特器件,因其(qí)高(gāo)響應速度(dù)和(hé)低暗(àn)電流,結電容等(děng)特性,廣泛應用(yòng)於光電(diàn)檢測,傳感,安檢(jiǎn)等(děng)各個(gè)領(lǐng)域。
工(gōng)作原(yuán)理:
光(guāng)電二(èr)極(jí)管是將光信(xìn)號(hào)變成電(diàn)信號的(dí)半(bàn)導體器件。它(tā)的核(hé)心部(bù)分(fēn)也(yě)是一(yī)個(gè)PN結,和(hé)普通二極管(guǎn)相(xiāng)比,在(zài)結構上(shàng)不同的是,為了(liǎo)便(biàn)於接受入(rù)射(shè)光照(zhào),PN結(jié)麵積盡(jìn)量做(zuò)的(dí)大(dà)一(yī)些(xiē),電極(jí)麵積盡量(liáng)小(xiǎo)些,而(ér)且PN結的(dí)結深(shēn)很(hěn)淺,一(yī)般小於(yú)1微米。
它是在反(fǎn)向(xiàng)電壓(yā)作(zuò)用之下工作(zuò)的。沒有(yǒu)光照時,反向電流很小(一般小(xiǎo)於(yú)0.1微(wēi)安),稱(chēng)為暗電流。當(dāng)有光照(zhào)時,攜帶能(néng)量的光子進入(rù)PN結(jié)後(hòu),把能量(liáng)傳給(gěi)共(gòng)價鍵(jiàn)上的(dí)束(shù)縛電子(zǐ),使(shǐ)部(bù)分電子掙脫(tuō)共價(jià)鍵,從而(ér)產生電(diàn)子---空(kōng)穴對,稱(chēng)為光(guāng)生載(zǎi)流子。它們(mén)在(zài)反向電壓(yā)作用下參加(jiā)漂(piāo)移運動(dòng),使(shǐ)反(fǎn)向電(diàn)流(liú)明(míng)顯變大(dà),光的強度越(yuè)大,反向(xiàng)電流(liú)也越大(dà)。這(zhè)種(zhǒng)特(tè)性(xìng)稱為“光電導”。
矽(guī)光電二(èr)極(jí)管(guǎn)在一般照度的(dí)光(guāng)綫(xiàn)照(zhào)射下,所(suǒ)產(chǎn)生的電(diàn)流叫光電流(liú)。如果(guǒ)在(zài)外電路上(shàng)接上負載(zǎi),負載(zǎi)上就獲(huò)得了電信號,而且(qiě)這個(gè)電信(xìn)號隨(suí)著光(guāng)的變(biàn)化而相(xiāng)應(yīng)變(biàn)化(huà)。
光(guāng)電二極(jí)管(guǎn)的頻(pín)率特(tè)性響應主(zhǔ)要(yào)由三(sān)個因(yīn)素決定(dìng):
(1)光生(shēng)載流子在(zài)耗(hào)盡層附近的擴(kuò)散時間;
(2)光(guāng)生載(zǎi)流子(zǐ)在耗(hào)盡(jìn)層內的漂移(yí)時間;
(3)與負(fù)載(zǎi)電阻RL並聯的(dí)結(jié)電容Ci所決定(dìng)的電(diàn)路時間常(cháng)數(shù)。
頻(pín)率(shuài)特性優(yōu)於(yú)光(guāng)電導探測器(qì),適(shì)宜(yí)於(yú)快速變化的光(guāng)信號(hào)探測。