光敏二极管是什么？工作原理、符号解析-KIA MOS管

光敏二极管解析

光(guang)敏二(er)极管，又叫(jiao)光(guang)电(dian)二(er)极管（英(ying)语：photodiode ）是一种能够(gou)将光(guang)根据使(shi)用方式，转换成电(dian)流或者(zhe)电(dian)压信号的光(guang)探测器。

管芯常(chang)使用一个具有光敏特征的PN结，对光的变化(hua)非常(chang)敏感，具有单(dan)向导(dao)电性(xing)，而(er)且光强(qiang)不同(tong)的时候会改变电学(xue)特性(xing)，因此，可以利(li)用光照强(qiang)弱来(lai)改变电路(lu)中(zhong)的电流。

光敏二极管工作原理

光敏(min)二极管是(shi)将(jiang)光信(xin)号(hao)变成电信(xin)号(hao)的(de)半导(dao)体器件。它的(de)核心部分(fen)也是(shi)一(yi)个PN结(jie)，和普通二极管相比(bi)，在结(jie)构上不同的(de)是(shi)，为(wei)了便(bian)于接受入射光照，PN结(jie)面积(ji)(ji)尽(jin)量(liang)做的(de)大一(yi)些(xie)，电极面积(ji)(ji)尽(jin)量(liang)小(xiao)些(xie)，而且PN结(jie)的(de)结(jie)深很浅(qian)，一(yi)般小(xiao)于1微米。

光(guang)敏二极管是(shi)在(zai)反(fan)向电(dian)压(ya)作(zuo)用之下工(gong)作(zuo)的(de)(de)。没有光(guang)照时(shi)，反(fan)向电(dian)流很小（一般小于0.1微(wei)安），称(cheng)为(wei)(wei)暗(an)电(dian)流。当有光(guang)照时(shi)，携(xie)带能(neng)量的(de)(de)光(guang)子进入(ru)PN结后，把(ba)能(neng)量传给共价(jia)键(jian)上的(de)(de)束缚(fu)电(dian)子，使部分电(dian)子挣脱(tuo)共价(jia)键(jian)，从而(er)产生电(dian)子---空穴对(dui)，称(cheng)为(wei)(wei)光(guang)生载(zai)流子。

它们在反向电(dian)(dian)(dian)(dian)压作用下参加漂移(yi)运动，使反向电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)明(ming)显变(bian)大，光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)强度越大，反向电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)也越大。这种特性(xing)称为“光(guang)(guang)(guang)(guang)电(dian)(dian)(dian)(dian)导(dao)”。光(guang)(guang)(guang)(guang)敏二极管在一(yi)般照(zhao)(zhao)度的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)线照(zhao)(zhao)射下，所产(chan)生(sheng)的(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)叫光(guang)(guang)(guang)(guang)电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)。如果在外电(dian)(dian)(dian)(dian)路上(shang)接(jie)上(shang)负载，负载上(shang)就获得了电(dian)(dian)(dian)(dian)信(xin)号，而(er)且(qie)这个电(dian)(dian)(dian)(dian)信(xin)号随着光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)变(bian)化而(er)相应变(bian)化。

光(guang)敏(min)二(er)极管(guan)是(shi)(shi)电(dian)(dian)子电(dian)(dian)路(lu)中广泛(fan)采用(yong)的光(guang)敏(min)器件。光(guang)敏(min)二(er)极管(guan)和(he)普通二(er)极管(guan)一样(yang)具有(you)一个PN结(jie)，不同之处是(shi)(shi)在(zai)光(guang)敏(min)二(er)极管(guan)的外(wai)壳上有(you)一个透(tou)明的窗口(kou)以接收(shou)光(guang)线照射，实现(xian)光(guang)电(dian)(dian)转换，在(zai)电(dian)(dian)路(lu)图中文(wen)字符号一般(ban)为VD。

1、光电压模式

当偏置(zhi)为 0 时，光敏(min)二极(ji)管工作(zuo)在光电(dian)压模(mo)式，这时流出(chu)光电(dian)二极(ji)管的电(dian)流被抑制，两端电(dian)势差积累到(dao)一定数值。 (太阳(yang)能电(dian)池(chi))

2、光电导模式

当工作在这一模式时，光敏二(er)极管常(chang)常(chang)被反向偏置，急剧(ju)的(de)降低了其响应时间(jian)，但是噪声不得不增加作为代(dai)价(jia)。

同时，耗尽(jin)层(ceng)的(de)(de)宽度(du)(du)增加，从而降(jiang)低了结(jie)电(dian)容，同样使(shi)得响应时间(jian)减少。反向(xiang)偏置(zhi)会(hui)造成(cheng)微量的(de)(de)电(dian)流(liu)(liu)（饱和(he)电(dian)流(liu)(liu)），这一(yi)电(dian)流(liu)(liu)与光(guang)(guang)电(dian)流(liu)(liu)同向(xiang)。对于指定的(de)(de)光(guang)(guang)谱分布(bu)，光(guang)(guang)电(dian)流(liu)(liu)与入(ru)射光(guang)(guang)照度(du)(du)之(zhi)间(jian)呈线性比(bi)例(li)关系。

尽管这(zhei)一模式响(xiang)应速度快(kuai)，但是它会(hui)引发更大(da)的(de)信号噪声(sheng)。一个良(liang)好 PIN 二极管的(de)泄漏(lou)电流很小(xiao)（小(xiao)于(yu) 1 纳(na)安），因此负载电阻的(de)约翰(han)逊(xun)·奈奎斯特噪声(sheng)（Johnson–Nyquist noise）会(hui)造成较(jiao)大(da)的(de)影响(xiang)。

光敏二极(ji)管(guan)的电路(lu)图(tu)符号(hao)为一(yi)个三角形，右侧加一(yi)条竖(shu)线。在电路(lu)中常用(yong)字母VD来表(biao)示。光敏二极(ji)管(guan)，又叫(jiao)做光电二极(ji)管(guan)。

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