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光电二极管（Photo-Diode）和普通二极管一样，也是由一个PN结组成的半导体器件，也具有单方向导电特性。但在电路中它不是作整流元件，而是把光信号转换成电信号的光电传感器件。为帮助大家深入了解，本文将对光电二极管和发光二极管的相关知识予以汇总。如果您对本文即将要涉及的内容感兴趣的话，那就继续往下阅读吧。光电二极管的概述光电二极管是一种将光转换为电流的半导体器件，在 p（正）和 n（负）层之间，存在一个本征层。光电二极管接受光能作为输入以产生电流。光电二极管也被称为光电探测器，光电传感器或光探测器。光电二极管工作在反向偏置条件下，即光电二极管的p-侧与电池（或电源）的负极相连，n-侧与电池的正极相连。典型的光电二极管材料是硅、锗、磷化砷化铟镓和砷化铟镓。在内部，光电二极管具有滤光器、内置透镜和表面区域。当光电二极管的表面积增加时，会缩短响应时间。很少有光电二极管看起来像发光二极管 (LED)。它有两个终端，如下所示。较小的端子用作阴极，较长的端子用作阳极。成都索雷博光电生产厂家推荐成都意科科技有限责任公司。深圳纳秒光电批发价格

在光伏模式下，二极管电容限制了频率响应。光强的快速改变会对CD进行充放电。这并不是用于快速响应的模式。输出端可以引入缓冲，或者输出端也可以进行同相放大。为了实现低的输入偏置电流，可以使用CMOS或者JFET的运算放大器。从而在低的光强的情况下，运放不至于成为光电二极管的负载。在光伏模式下的输出功率，当输出端引入负载时电压会有明显的下降。为了输出高的功率，所采用的负载值由光强决定。光敏模式-二极管电压为常量通常为0V。通常会使用跨阻放大器来将光电流转换为电压。可以通过对光电二极管加反向偏置的方法来降低它的电容，但这会造成暗电流的泄露。当二极管两端没有正向电压的时候，响应与光强之间是成线性关系的。此外，二极管电容两端的电压不会随着光强的改变而改变，因此频率响应改善了。由于电容在负反馈的回路中形成了一个极点，因此很有必要降低电容的值。为了实现稳定性的，通常引入一个反馈电容CF。低速光电转换器成都可见光光电生产厂家推荐成都意科科技有限责任公司。

为了在千兆赫兹区域获得特别高的检测带宽，需要使用先进的光电二极管设计。例如，一些器件在薄的吸收部分周围包含一个光学谐振器。通过这种方式，人们可以实现有效的吸收，从而获得高的量子效率，尽管本征区的厚度相当小，这是为减少漂移时间所选择的。所谓的波导光电二极管包含一个光波导，它将光沿着其路径限制在吸收区。然后，该区域可以再次非常薄，尽管如此，人们可以在很短的长度内获得有效的吸收。通过限度地减少有源区的长度，我们也可以限度地减少电容量，并达到一个非常高的带宽。在某些情况下，电极结构被制作成形成一个电波导，其中电波可以与光波导中的光波平行传播。这种行波光电二极管的带宽可以达到远远超过100GHz。

影响光电二极管系统的主要非理想情况称为暗电流，因为即使没有照明，电流也会流过光电二极管。流过二极管的总电流是暗电流和光电流的总和。如果这些强度产生的光电流大小与暗电流的大小相似，则暗电流将限制系统准确测量低光强度的能力。这种运算放大器电路称为跨阻放大器 (TIA)。它专门用于将电流信号转换为电压信号，电流电压比由反馈电阻RF的值决定。运算放大器的同相输入端接地，如果我们应用虚拟短路假设，我们知道反相输入端将始终处于大约 0 V。因此，光电二极管的阴极和阳极都保持在 0 V。我不相信“光伏”是这种基于运算放大器的实现的完全准确的名称。我不认为光电二极管的功能类似于通过光伏效应产生电压的太阳能电池。但是“光伏”是公认的术语，不管我喜不喜欢。“零偏置模式”更好，我认为，因为我们可以在光伏或光电导模式下使用相同的 TIA 和光电二极管，因此没有反向偏置电压是显着的区别因素。成都飞安光电生产厂家推荐成都意科科技有限责任公司。

通过加载一个大约50欧姆左右的阻值的光电二极管，你就可以从光敏模式中得到很多益处。如果二极管电压没超过20 mV，就没必要对二极管进行正向偏置，同时响应也是是合理的并且快速的。然而灵敏度会很低。雪崩式光电二极管是特殊的模式，需要对其提供接近于击穿电压的反向偏置电压。这就使得在低光强的情况下，输出电流可以被放大。选择光电二极管的时候会存在很多权衡，包括光电二极管的尺寸，电容，噪声，暗电流以及封装类型。一般来说，是选用较小的同时带有反射器或者透镜可以聚集光源的光电二极管。德州仪器没有生产单独的光电二极管，然而对于很多基本的应用，将光电二极管和跨阻放大器集成在一块芯片上成都高速光电生产厂家推荐成都意科科技有限责任公司。成都索雷博光电发射管

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向 pn 结施加反向偏置电压会导致耗尽区变宽。这在光电二极管应用的背景下有两个有益的影响。首先，如上一篇文章所述，较宽的耗尽区会使光电二极管更敏感。因此，当您想要产生与照度相关的更多输出信号时，光电导模式是一个不错的选择。其次，较宽的耗尽区会降低光电二极管的结电容。在上面所示的电路中，反馈电阻和结电容（以及其他电容源）的存在限制了系统的闭环带宽。与基本的 RC 低通滤波器一样，减小电容会增加截止频率。因此，光电导模式允许更宽的带宽，并且当您需要化检测器响应照度快速变化的能力时更可取。反向偏压还扩展了光电二极管的线性工作范围。如果您担心在高照度下保持测量，您可以使用光电导模式，然后根据您的系统要求选择反向偏置电压。但请记住，更多的反向偏压也会增加暗电流。深圳纳秒光电批发价格