光電二極管的基本輸出是從陰極流過器件到陽極的電流，與照度大致成線性比例。（不過請記住，光電流的大小也受入射光波長的影響——在下一篇文章中將對(duì)此進(jìn)行更多介紹。）光電流通過串聯(lián)電阻或電流轉(zhuǎn)換為電壓以進(jìn)行進(jìn)一步的信號(hào)處理-電壓放大器。光電流光電二極管的基本輸出是從陰極流過器件到陽極的電流，與照度大致成線性比例。（不過請記住，光電流的大小也受入射光波長的影響——在下一篇文章中將對(duì)此進(jìn)行更多介紹。）光電流通過串聯(lián)電阻或電流轉(zhuǎn)換為電壓以進(jìn)行進(jìn)一步的信號(hào)處理-電壓放大器。光電二極管的光電流關(guān)系的細(xì)節(jié)將根據(jù)二極管的偏置條件而變化。這是光伏模式和光電導(dǎo)模式之間區(qū)別的本質(zhì)：在光伏實(shí)施中，光電二極管周圍的電路使陽極和陰極保持相同的電位；換句話說，二極管是零偏置的。在光電導(dǎo)實(shí)施中，光電二極管周圍的電路施加反向偏壓，這意味著陰極的電勢高于陽極。深圳紫外光電生產(chǎn)廠家推薦成都意科科技有限責(zé)任公司。重慶可見光光電傳感器
發(fā)光二極管的部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為PN結(jié)。在些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子和多數(shù)載流子以光的形式釋放多余的能量，從而直接將電能轉(zhuǎn)化為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，因此不發(fā)光。當(dāng)它處于正工作狀態(tài)(即兩端加正電壓)，電流從陽極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體發(fā)出從紫外線到其他不同顏色的光，光的強(qiáng)度與電流有關(guān)。發(fā)光二極管與光電二極管的區(qū)別普通二極管在反向電壓作用下處于截止?fàn)顟B(tài)，只能流過微弱的反向電流。光電二極管在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中應(yīng)盡量使PN結(jié)面積相對(duì)較大，以便接收收入射光。光電二極管在反向電壓下工作。當(dāng)沒有光時(shí)，反向電流非常微弱，稱為暗電流;當(dāng)有光時(shí)，反向電流迅速增加到幾十個(gè)微安，稱為光電流。光的強(qiáng)度越大，反向電流就越大。光的變化會(huì)導(dǎo)致光電二極管的電流變化，從而將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，成為光電傳感器。深圳IV光電信息廣州激光光電生產(chǎn)廠家推薦成都意科科技有限責(zé)任公司。
一個(gè)典型的光電二極管模型包含以下關(guān)鍵元素，一個(gè)二極管并聯(lián)一個(gè)電流源，并且電流源與光強(qiáng)成正比。寄生元件CD和RD會(huì)影響器件性能。光伏模式-光電流在如圖2所示的環(huán)路中流動(dòng)，并且給二極管提供正向偏置。由于二極管的電壓電流間成對(duì)數(shù)關(guān)系，因此空載的輸出電壓與光電流間近似成對(duì)數(shù)關(guān)系，并且通過RD上的一個(gè)小電流得到修正。所以，輸出電壓與光強(qiáng)之間是高度非線性的關(guān)系。某些應(yīng)用將很受益于對(duì)數(shù)關(guān)系，因?yàn)樵诤艽蟮姆秶鷥?nèi)，光強(qiáng)的改變（眼睛是完美的對(duì)數(shù)型）會(huì)使電壓發(fā)生類似的改變。由于二極管電壓電流特性與溫度相關(guān)，電壓與光強(qiáng)之間的關(guān)系很差。
近年來，光電二極管的小型化已經(jīng)取得了的成就。隨著技術(shù)的進(jìn)步，光電二極管變得比以往任何時(shí)候都更小、更緊湊、更節(jié)能。這種尺寸的減小為將光電二極管集成到有限空間的設(shè)備(如可穿戴設(shè)備、智能手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備)中開辟了全新的可能性。將光學(xué)傳感功能集成到這些緊湊的設(shè)備中，為健康監(jiān)測、手勢識(shí)別和環(huán)境光傳感等領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用鋪平了道路。材料科學(xué)在推進(jìn)光電二極管技術(shù)方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。有機(jī)半導(dǎo)體、鈣鈦礦和納米材料等新材料的集成，使光電二極管的性能得到了提高。這些材料增強(qiáng)了光吸收，改善了電荷傳輸特性，增加了穩(wěn)定性，從而提高了效率和更好的整體器件性能。這一進(jìn)展為新的應(yīng)用打開了大門，包括太陽能電池板、成像傳感器和高速通信系統(tǒng)。成都紫外光電生產(chǎn)廠家推薦成都意科科技有限責(zé)任公司。
為了在千兆赫茲區(qū)域獲得特別高的檢測帶寬，需要使用先進(jìn)的光電二極管設(shè)計(jì)。例如，一些器件在薄的吸收部分周圍包含一個(gè)光學(xué)諧振器。通過這種方式，人們可以實(shí)現(xiàn)有效的吸收，從而獲得高的量子效率，盡管本征區(qū)的厚度相當(dāng)小，這是為減少漂移時(shí)間所選擇的。所謂的波導(dǎo)光電二極管包含一個(gè)光波導(dǎo)，它將光沿著其路徑限制在吸收區(qū)。然后，該區(qū)域可以再次非常薄，盡管如此，人們可以在很短的長度內(nèi)獲得有效的吸收。通過限度地減少有源區(qū)的長度，我們也可以限度地減少電容量，并達(dá)到一個(gè)非常高的帶寬。在某些情況下，電極結(jié)構(gòu)被制作成形成一個(gè)電波導(dǎo)，其中電波可以與光波導(dǎo)中的光波平行傳播。這種行波光電二極管的帶寬可以達(dá)到遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過100GHz。重慶飛安光電生產(chǎn)廠家推薦成都意科科技有限責(zé)任公司。四川索雷博光電放大器
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光電二極管可以在兩種非常不同的模式下工作。光伏模式：像太陽能電池一樣，被照亮的光電二極管產(chǎn)生一個(gè)可以測量的電壓。然而，該電壓對(duì)光功率的依賴性是非線性，而且動(dòng)態(tài)范圍相當(dāng)小。另外，也沒有達(dá)到速度。光導(dǎo)模式：在這里，對(duì)二極管施加反向電壓（即在沒有入射光線的情況下二極管不導(dǎo)電的方向施加電壓），并測量由此產(chǎn)生的光電流。該反向偏置模式的簡單解決方案是基于一個(gè)電壓源和一個(gè)負(fù)載電阻。光電流對(duì)光功率的依賴性在光功率的六個(gè)或更多數(shù)量級(jí)上可以是非常線性的，例如，對(duì)于活性面積為幾平方毫米的硅p-i-n光電二極管來說，其范圍從幾納瓦到幾十毫瓦。反向電壓的大小對(duì)光電流幾乎沒有影響，而對(duì)暗電流（通常很?。ㄔ跊]有光的情況下獲得）有一些影響。較高的反向電壓往往會(huì)使反應(yīng)更快，但也會(huì)增加器件的加熱，這對(duì)高光電流來說是個(gè)問題。重慶可見光光電傳感器