光敏二極管原理

光敏二極管和光敏三極管是光電轉換半導體器件，與光敏電阻器相比具有靈敏度高、高頻性能好，可靠性好、體積小、使用方便等優。
      一、光敏二極管
      1．結構特點與符號
      光敏二極管和普通二極管相比雖然都屬于單向導電的非線性半導體器件，但在結構上有其特殊的地方。

      光敏二極管在電路中的符號如圖Z0129 所示。光敏二極管使用時要反向接入電路中，即正極接電源負極，負極接電源正極。
      2．光電轉換原理
      根據PN結反向特性可知，在一定反向電壓范圍內，反向電流很小且處于飽和狀態。此時，如果無光照射PN結，則因本征激發產生的電子-空穴對數量有限，反向飽和電流保持不變，在光敏二極管中稱為暗電流。當有光照射PN結時，結內將產生附加的大量電子空穴對（稱之為光生載流子），使流過PN結的電流隨著光照強度的增加而劇增，此時的反向電流稱為光電流。不同波長的光（蘭光、紅光、紅外光）在光敏二極管的不同區域被吸收形成光電流。被表面P型擴散層所吸收的主要是波長較短的蘭光，在這一區域，因光照產生的光生載流子（電子），一旦漂移到耗盡層界面，

就會在結電場作用下，被拉向N區，形成部分光電流；彼長較長的紅光，將透過P型層在耗盡層激發出電子一空穴對，這些新生的電子和空穴載流子也會在結電場作用下，分別到達N區和P區，形成光電流。波長更長的紅外光，將透過P型層和耗盡層，直接被N區吸收。在N區內因光照產生的光生載流子（空穴）一旦漂移到耗盡區界面，就會在結電場作用下被拉向P區，形成光電流。因此，光照射時，流過PN結的光電流應是三部分光電流之和。
      二、光敏三極管工作原理      光敏三極管和普通三極管的結構相類似。不同之處是光敏三極管必須有一個對光敏感的PN結作為感光面，一般用集電結作為受光結，因此，光敏二極管實質上是一種相當于在基極和集電極之間接有光敏二極管的普通二極管。其結構 及符號如圖Z0130所示。

三、光敏二極管的兩種工作狀態

光敏二極管又稱光電二極管，它是一種光電轉換器件，其基本原理是光照到P-N結上時，吸收光能并轉變為電能。它具有兩種工作狀態：

（1）當光敏二極管加上反向電壓時，管子中的反向電流隨著光照強度的改變而改變，光照強度越大，反向電流越大，大多數都工作在這種狀態。

（2）光敏二極管上不加電壓，利用P-N結在受光照時產生正向電壓的原理，把它用作微型光電池。這種工作狀態，一般作光電檢測器。

光敏二極管分有P-N結型、PIN結型、雪崩型和肖特基結型，其中用得最多的是P-N結型，價格便宜。

光信號放大和開關電路