光敏二极管的分光灵敏度特性
【转】光敏二极管的主要特性参数
【转】光敏二极管的主要特性参数①最高反向工作电压VRM:是指光敏二极管在无光照的条件下，反向漏电流不大于0.1μA时所能承受的最高反向电压值。
②暗电流ID:是指光敏二极管在无光照及最高反向工作电压条件下的漏电流。
暗电流越小，光敏二极管的性能越稳定，检测弱光的能力越强。
③光电流IL:是指光敏二极管在受到一定光照时，在最高反向工作电压下产生的电流。
其测量的一般条件是:2856K钨丝光源，照度为10001x。
④光电灵敏度Sn:它是反映光敏二极管对光敏感程度的一个参数，用在每微瓦的入射光能量下所产生的光电流来表示，单位为μA/μW。
隔⑤响应时间Tζ:光敏二极管将光信号转化为电信号所需要的时间。
响应时司越短，说明光敏二极管的工作频率越高。
⑥正向压降VF:是指光敏二极管中通过一定的正向电流时，它两端产生的压降。
⑦结电容Cj:指光敏二极管PN结的电容。
Cj是影响光电响应速度的主要因索。
结面积越小，结电容Cj也就越小，则工作频率越高。
光敏二极管又称光电二极管，目前使用最多的是Si光电二极管。
它有四种类型：PN结型，PIN结型，雪崩型和肖特基结型。
以下简介PN结型光敏二极管。
PN结型光敏二极管同普通二极管一样，也是PN结构造，只是结面积较大，结深较浅，管壳上有光窗，从而使人射光容易注入PN结的耗尽区中进行光电转换，大的结面积增加了有效光面积，提高了光电转换效率。
在无光照射时，光敏二极管的伏安特性和普通二极管一样，此时的反向饱和电流叫暗电流，一般在几微安到几百微安之间，其值随反向偏压的增大和环境温度的升高而增大。
在检测弱光电信号时，必须考虑用暗电流小的管子。
在有光照时，光敏二极管在一定的反偏电压范围内（UR≥5V），其反向电流将随光照强度（10-3~103lx范围内）的增加而线性增加，这时的反向电流又叫光电流。
因此，对应一定的光照强度，光敏二极管相当于一个恒流源。
在有光照而无外加电压时，光敏二极管相当于一个电池，P区为正，N区为负。
光敏二极管特性实验
光敏二极管特性实验一、实验目的通过实验掌握光敏二极管的工作原理及相关特性，了解光敏二极管特性曲线及其测试电路的设计。
二、基本原理1、光敏二极管工作原理（详见红外功率可调光源曲线标定实验）。
2、光敏二极管特性实验原理光敏二极管在应用中一般加反向偏压，使得其产生的光电流只与光照度有关。
图1-9中，当光照为零时，光敏二极管不会产生广生载流子，也没有其他电流流过，整个电路处于截止状态；当有光照时，光敏二极管产生光电流，由于放大器的正负输入端虚短，放大器输出负电压。
再二级放大，然后用跟随器输出。
并且光照越强，输出电压越大。
图1-9光敏二极管特性测试图三、实验仪器1、光电检测与信息处理实验台（一套）2、红外功率可调光源探头3、红外接收探头4、光电信息转换器件参数测试实验板5、万用表6、光学支架7、导线若干四、实验步骤1、按图1-9连接实验线路。
（1）把光电信息转换器件参数测试实验板插在光电检测综合试验台的总线模块PLUG64 - 1、PLUG64 - 2、PLUG64 - 3的任意位置上；（2）由光敏二极管探头的两个输出接线端PIN1、PIN2分别引出导线连接到试验台的总线模块的22 （负极）和24 (正极)接线端；(3)在光电信息转换器件参数测试实验板上的JP2的‘ 1 ' ‘ 2'加上跳帽;JP1的‘1' ‘ 2'加上跳帽；(4)用连接导线将总线模块的40接线端引出，作为光敏二极管电压的输出测试点；(5)连接总线模块上的+ 5V、一5V、AGND和模拟电源的对应接线端子；(6)用万用表检查实验线路保证线路连接准确无误后进入下一步。
2、打开电源，调节线性光源的输入电压值，从而改变光源的输出功率；对应不同的功率值用万用表测试40接线端的光电池的输出电压值。
3、将所测得的结果填入表格七，并在图1-10中绘出功率一电压曲线。
表七功率一电压数据表格Jl\—0.5ii图1-10 功率一电压特性曲线五、思考题光敏二极管在应用时一般加反向偏压，其目的是什么？。
光敏二极管控制电路课程设计
2引言
随着社会的发展，日常生活中的节能与人性化的控制日益受到人们的重视，光控就是其中之一！光控最大的优点就是可以根据环境的变化不需要人工操作自动导通或者截止电路，达到电路的智能化控制。光敏传感器有二极管、三极管，根据二极管三极管易受环境影响的性质，光照弱的时候，二极管导通，电路增大，电路导通。光照增强，二极管导通电流减弱，可以等效为截止，电路短路，以此达到只能控制电路。
8
[1] 杨兴瑶《实用电子电路500例[M]》化学工业出版社1996
[2] 阎石《数字电子技术基础》高等教育出版社1997
[3] 庞振泰等（译）《光电接口器件手册》清华大学出版社1998
[4] 何希才 《常用集成电路简明速查手册》国防工业出版社 2000
[5] 康华光 《电子技术基础模拟部分》 高等教育出版社 1997
图7小型继电器原理
（6）电阻（47K、15K、470K各一个）
5.2设计思路
光敏二极管控制电路设计总体设计方框图如图1所示，采用光敏二极管、晶体管、二极管、发光二级管、小型继电器及电阻元件。
5.3设计电路
1）设计目标：用日光照射光敏二级光，当光照超过一定强度是，小灯泡不放光；当光照强度降低时，小于一定强度时，小灯泡放光。可广泛应用于楼梯，走廊，卫生间及生活小区等公共场所的照明控制。此控制器经济实用。整个电路由电源电路，光控电路等部分组成
调试先用万用表测量电路有关点电位是否正常。检查发光二极管是否正常工作。发现不正常现象时，及时找出原因进行修改，注意接线不得有误，接入电源。在光电二极管有光与无光的情况下看总体电路的工作情况。观察灯泡是否按要求进行变化。如不能顺利完成以上功能，则应认真检查电路的连接及功能设计是否有误并作出相应调整。
【精选】实验二光敏二极管特性实验
实验二光敏二极管特性实验一:实验原理:光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的,其管芯是一个具有光敏特征的PN结，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。
无光照时,有很小的饱和反向漏电流,即暗电流，此时光敏二极管截止。
当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加，形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。
光敏二极管结构见图(6)。
二:实验所需部件:光敏二极管、稳压电源、负载电阻、遮光罩、光源、电压表(自备4 1/2位万用表).、微安表三:实验步骤:按图(7)接线,注意光敏二极管是工作在反向工作电压的。
由于硅光敏二极管的反向工作电流非常小，所以应提高工作电压，可用稳压电源上的+10V。
1、暗电流测试用遮光罩盖住光电器件模板,电路中反向工作电压接±12V,打开电源，微安表显示的电流值即为暗电流，或用4 1/2位万用表200mV档测得负载电阻RL上的压降V暗，则暗电流L暗=V暗/RL。
一般锗光敏二极管的暗电流要大于硅光敏二极管暗电流数十倍。
可在试件插座上更换其他光敏二极管进行测试比较。
2、光电流测试:取走遮光罩，读出微安表上的电流值,或是用4 1/2位万用表200mv档测得RL上的压降V光,光电流L光=V光/RL。
3、灵敏度测试:改变仪器照射光源强度及相对于光敏器件的距离，观察光电流的变化情况。
4、光谱特性测试:不同材料制成的光敏二极管对不同波长的入射光反应灵敏度是不同的。
由图（8）可以看出，硅光敏二极管和锗光敏二极管的响应峰值约在80~100μm，试用附件中的红外发射管、各色发光LED、光源光、激光光源照射光敏二极管，测得光电流并加以比较。
图（8）光敏管的伏安特性曲线图（9）光敏二极管的光谱特性曲线注意事项:本实验中暗电流测试最高反向工作电压受仪器电压条件限制定为±12V （24V），硅光敏二极管暗电流很小，不易测得。
光敏管的应用-----光控电路一:实验目的:了解光敏管在控制电路中的具体应用。
比视觉灵敏度表示人类视觉分光灵敏度特性
比视觉灵敏度表示人类视觉分光灵敏度特性在光强度的测量方法中有辐射测量与测光法两种不同的方法。
辐射测量法指的是对于光谱范围内的整个波长，包括紫外线、可见光和红外线，全部进行测量。
测光法测量的仅仅是可见光。
而要将物理辐射量转换为表示人的眼睛所感知的明暗程度的测光量时，需要引入一个比视觉灵敏度的概念。
所谓比视觉灵敏度，表示的是人类眼睛的分光灵敏度特性。
在图 1.7 中，用虚线补充的就是光敏二极管 BS120 的标准比视觉灵敏度特性。
例如，在测量照度的是偶，可以将照度置换为人们感觉到了许多大程度明亮的数值，因此被纳入比视觉灵敏度之中。
为此，就像图 1.7 那样，用于照度测量的光敏二极管 BS120，其分光灵敏度特性就制作得尽可能地与比视觉灵敏度相吻合。
短路电流的表示方法如表 1.1 所示，与照度相对应，约为 0.16μA/100lx。
但是，用于紫外线检测的光敏二极管 G3614 可以检测出人眼看不见的光线，因此表示为无法用比视觉灵敏度表示的辐射强度。
从表 1.1 可以看出，光敏二极管 G3614 的辐射强度检测灵敏度为 60mA/W。
将光敏传感器与发光器件组合时的注意点在红外遥控器中发光器件是与感光器件配对使用的。
通常，使用发光二极管（LED）作为发光器件，而且尤其重要的是其发光特性应当与作为感光器件的光敏二极管相匹配。
图 1.9 给出的是与各种发光器件的波长相对应的而检测能力。
从中可以找到与光敏二极管 PH302B 相对应的发光二极管。
从表 1.1 可以查到，光敏二极管 PH302B 的峰值波长位于940nm；对照图 1.9 可以了解到，适合与之配套使用的发光二极管是 GaAs 红外发光二极管。
光敏二极管参数
光敏二极管参数光敏二极管是一种用于检测光线强度和转换光信号的电子器件。
它是一种半导体器件，可以将光能转换为电能。
光敏二极管的主要参数包括响应频率、响应速度、响应谱线、光灵敏度和噪声等。
响应频率是指光敏二极管对光信号的响应范围，一般以赫兹（Hz）为单位。
光敏二极管的响应频率越高，它能够接收到更高频率的光信号。
响应速度是指光敏二极管从接收到光信号到产生电信号的时间。
响应速度越快，光敏二极管能够更准确地测量光信号的变化。
响应谱线是指光敏二极管对不同波长光的响应程度。
不同类型的光敏二极管对于不同波长的光信号有不同的响应谱线，因此在选择光敏二极管时需要考虑需要测量的光信号的波长范围。
光灵敏度是指光敏二极管对光信号的灵敏程度。
光灵敏度越高，光敏二极管能够更好地转换光信号为电信号，提供更准确的测量结果。
噪声是指光敏二极管在测量过程中产生的随机信号。
噪声会影响光敏二极管的测量精度，因此需要考虑噪声水平在选择光敏二极管时的影响。
除了以上参数，光敏二极管的其他重要特性还包括工作电压、漏电流、线性范围和温度特性等。
工作电压是指光敏二极管正常工作所需的电压。
漏电流是指在没有光照射时，光敏二极管本身产生的微弱电流。
线性范围是指光敏二极管能够线性响应光信号的范围。
温度特性是指光敏二极管在不同温度下的性能变化情况。
根据不同应用的需求，选择适合的光敏二极管参数是至关重要的。
不同的光敏二极管参数适用于不同的光测量应用，如光电测量、光通信、光电导等。
因此，在选购光敏二极管时，需要综合考虑这些参数，以获得最佳的性能和准确的测量结果。
ad中的光敏二极管
ad中的光敏二极管光敏二极管，作为光电转换器件的一种，广泛应用于各种光检测、光控制以及光通信系统中。
在模拟到数字（AD）转换的背景下，光敏二极管扮演着将光信号转换为电信号，进而通过AD转换器实现数字化处理的关键角色。
本文将深入探讨光敏二极管的工作原理、特性、选型要点以及在AD转换中的具体应用，旨在为读者提供全面而详尽的知识参考。
一、光敏二极管的工作原理光敏二极管是一种基于光电效应的半导体器件，其核心部分是一个PN结。
当光照射到光敏二极管的感光面时，光子能量被半导体材料吸收，激发出电子-空穴对。
这些电子-空穴对在PN结的内建电场作用下分离，形成光电流。
光电流的大小与光照强度成正比，从而实现了光信号到电信号的转换。
二、光敏二极管的特性1．光谱响应：光敏二极管对不同波长的光有不同的响应灵敏度。
常见的光敏二极管对可见光和近红外光有较高的响应度。
选择适当的光谱响应范围对于确保准确的光电转换至关重要。
2．灵敏度：灵敏度是指光敏二极管在单位光照强度下产生的光电流大小。
高灵敏度的光敏二极管能够在低光照条件下提供可靠的光电转换性能。
3．暗电流：暗电流是指在无光照条件下，由于热激发而产生的反向电流。
低暗电流的光敏二极管具有更好的信噪比和检测精度。
4．响应时间：响应时间是指光敏二极管从光照开始到产生稳定光电流所需的时间。
快速响应的光敏二极管适用于高速光电检测系统。
5．稳定性：稳定性是指光敏二极管在长时间工作和环境温度变化条件下的性能稳定性。
高稳定性的光敏二极管能够确保长期可靠的光电转换效果。
三、光敏二极管的选型要点1．根据应用场景选择适当的光谱响应范围，确保光敏二极管能够准确检测目标光源。
2．根据光照条件和检测精度要求选择具有高灵敏度和低暗电流的光敏二极管。
3．根据系统响应时间要求选择具有快速响应特性的光敏二极管。
4．考虑工作环境和长期稳定性要求，选择具有高稳定性和可靠性的光敏二极管。
四、光敏二极管在AD转换中的应用在模拟到数字（AD）转换系统中，光敏二极管作为前端光电转换器件，负责将光信号转换为模拟电信号。
《光敏二极管》课件
光敏二极管的特性
反应速度
光敏二极管具有非常快速的响应速度，可以在微秒级别内实现信号的转换。
灵敏度
光敏二极管对光信号的敏感度非常高，能够接收到非常微弱的光信号。
线性范围
光敏二极管在一定范围内具有线性响应特性，可以准确地将光信号转化为电信号。
光敏二极管的应用
1
光照度测量
光敏二极管可以用于测量光的强度和亮度，广泛应用于光照度测量领域。
《光敏二极管》PPT课件
这是一份关于光敏二极管的PPT课件，我们将深入探讨光敏二极管的定义、原 理、特性、应用、优缺点、保养和未来发展。让我们一起来了解这个令人着 迷的光电子元件。
什么是光敏二极管？
光敏二极管是一种能够将光信号转化为电信号的光电子元件。它通过光照射改变材料的电阻特性，从而实现电 信号的产生。
2
近红外光测量
光敏二极管对近红外光具有很好的响应能力，被广泛应用于近红外光测量和传感 器领域。
3
光谱测量
光敏二极管可以用于测量光的频谱特性，对于光谱分析具有重要作用。
光敏二极管的优缺点
• 优点：高灵敏度、快速响应、线性范围广 • 缺点：受到温度、湿度和光照等环境因素的影响
光敏二极管的保养
1 温度
总结
光敏二极管作为一种重要的光电子元件，在测量和传感领域具有广泛的应用。未来将面临更多的挑战和机遇， 我们需要不断探索创新，推动其发展。
保持光敏二极管在适宜的 工作温度或过低的湿度影响，防止 损坏。
3 光照
避免光敏二极管长时间处 于直接强光照射下，以免 影响其性能。
光敏二极管的未来
新技术
不断涌现的新技术将进一步提升光敏二极管的性能 和应用领域。
新应用
光敏二极管将在更多领域得到应用，如无线通信、 医疗设备、环境监测等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
光敏二极管的分光灵敏度特性
在使用光敏二极管的时候，无论如何都应当知道其分光灵敏度特性。
所谓分光灵敏度特性，如图 1.7 所示，它表示的是光敏二极管对于不同波长的光具有多高的灵敏度。
如果对光敏二极管照射波长为λ的光，那么该二极管每吸收一个光子，都会产生一对能够形成光电流的载流子。
但是，每个光子能否被该二极管吸收，取决于该光子的能量是否超过制作该光敏二极管的半导体材料的禁带能级宽度Eg。
波长为λ的光的光子能量 Eph 可以表示为：
式中，h 是普朗克常数（6.626×10 -34J·s）;c 是光速（3×108m/s）；λ是光的波长（m）。
当 Eph＞Eg 时，产生光电流；当 Eph＜Eg 时，没有光电流产生。
当光敏二极管的材料为 Si（硅）的时候，Eg =1.1eV，从式（1.1）可知，该光敏二极管对于波长λ＞1100mm 的光照射没有感知灵敏度.光敏二极管的波长感知灵敏度特性如图 1.8 所示。
图1.7中的 BS120 与 PH302B 所用的材料都是 Si，所以他们呢本身的特性都应当如图1.8 所示；然而由于它们各自对应的用途不同。
而配置了不同的滤光片，BS120 配置的是视觉校正滤光片，PH302B 配置的是遮挡可见光的滤光片，于是它们就有了图 1.7 所示的不同的特性。
与 Si 材料相比，GaAsP 的禁带宽度 Eg 更大一些，因此用 GaAsP 制作而成的光敏二极管的分光灵敏度会往波长更短的方向移动。
有关这一点，从图 1.8 中可以看得比较清楚。
不过，通过改变 GaAsP 中 GaAs 与 GaP 结晶比的方法，可以改变 Eg 的大小。
图 1.7 中的 G3614 就是用 GaAsP 制作而成的，它在紫外线领域具有灵敏度，因此可以用作紫外线的检测。