光电二极管与光电三极管
光电三极管的工作原理
光电三极管的工作原理光电三极管，也称为光电二极管，是一种电子元件，其工作原理基于光电效应。
其基本原理如下：1.光电效应：当光照射到半导体材料上时，光子会与半导体中的电子发生相互作用。
高能的光子能够将半导体中的某些电子从价带上解离，形成自由的电子和空穴对。
2.pn结：光电三极管的基本结构是由一个n型半导体和一个p型半导体组成的pn结。
当没有光照射时，pn结两侧形成一个内建电场，使得n区电子向p区移动而形成正电荷的空穴流。
3.光电三极管的结构：光电三极管的pn结能带差可决定了其工作方式。
通常，其外界接电极被称为阳极（A），与n区相连的接电极被称为阴极（K），与p区相连的接电极被称为阳极（C）。
4.工作原理：-暗电流：当光电三极管处于没有光照射的状态时，其阴极到阳极之间的电流被称为暗电流，主要由于热电子的扩散和漂移形成。
-光照射下的电流：当光照射到光电三极管的pn结时，光子能量被转化为电子能量，光子能够克服pn结的电场，使电子-空穴对通过电场，从而形成光电流。
该光电流会导致光电三极管的阴极到阳极之间的电流增加。
总结起来，光电三极管的工作原理就是利用光照射到半导体材料上时，光子与半导体中的电子相互作用，从而形成光电流。
通过控制光照射的强度，可以调节光电三极管的电流输出。
光电三极管在光电探测、光电转换等领域中有广泛应用。
光电三极管是一种能够将光信号转换为电信号的器件，其工作原理基于光电效应。
光电效应是指当光束照射到物质表面时，光子与物质中的电子相互作用，使电子从原子或分子中脱离并产生电流的现象。
光电三极管的结构一般由两个pn结组成，也就是一个npn型的晶体管。
其中，中间的n区被光照射，当光子能量大于半导体的带隙能量时，光子能够打破束缚在原子中的电子，使其成为自由电子。
在光照射下，n区释放出的电子和空穴会在pn结的内建电场影响下发生漂移和扩散运动。
正电荷的空穴由p区向n 区移动，而负电荷的电子由n区向p区移动。
光电二极管及光电三极管教程
2.7.7 光伏探测器使用要点
1）极性结型器件都有确定的极性，如要加电压使用时，光
电结必须加反向电压，即P端与外电源的低电位相接。
2）使用时对入射光强范围的选择应视用途而定。 用于开关电路或逻辑电路时光照可以强些。 用于模拟量测量时，光照不宜过强。 因为一般器件都有这样的性质：光照弱些，负载电阻小些，
正常运用时，集电极加正电压。因此，集电结为反偏臵，
发射结为正偏臵，集电结为光电结。
当光照到集电结上时，集电结即产生光电流Ip向基区注入， 同时在集电极电路即产生了一个被放大的电流Ic（＝Ie＝（1 ＋β）Ip），β为电流放大倍数。
因此，光电晶体管的电流放大作用与普通晶体管在上偏流
电路中接一个光电二极管的作用是完全相同的。
加反偏压使用时，光电线性好，反之则差。
3）灵敏度主要决定于器件，但也与使用条件和方法有关， 例如光源和接收器在光谱特性上是否匹配；入射光的方向 与器件光敏面法线是否一致等。
4）结型器件的响应速度都很快。它主要决定于负载电阻和 结电容所构成的时间常数（τ＝RC）。负载电阻大，输出电 压可以大，但τ会变大，响应变慢。相反，负载电阻小些， 输出电压要减小，但τ会变小，响应速度变快。
图d又是从图c简化来的，因为Cf很小，除了高频情况要考虑
它的分流作用外，在低频情况下，它的阻抗很大，可不计。 因此具体应用时多用图d和图c两种形式。 流过负载的交变电流复振幅为 ： IL＝Ip· 1/(1+jωτ)
ω：入射光的调制圆频率，ω＝2πf，f为入射光的调制频率。 τ = CfRL
雪崩二极管
当电压等于反向击穿电压时，电流增益可达106，即产生 所谓的自持雪崩。 这种管子响应速度特别快，带宽可达100GHz，是目前响 应速度最快的一种光电二极管。
光电传感器工作原理
光电传感器工作原理光电传感器是一种能够将光信号转化为电信号的装置，广泛应用于光电检测、自动控制、通信以及仪器仪表等领域。
它通过感知光的强度、频率、波长等特性，将光信号转化为电信号，从而实现对光的测量和控制。
光电传感器的工作原理主要包括光电效应、光电二极管和光电三极管的工作原理。
1. 光电效应：光电效应是指当光照射到物质表面时，光子与物质原子发生相互作用，使得物质表面的电子被激发并脱离原子。
根据光电效应的不同特性，可以分为外光电效应和内光电效应。
外光电效应是指光照射到金属表面时，金属中的自由电子被激发并脱离金属表面，形成电流。
内光电效应是指光照射到半导体表面时，光子激发了半导体中的电子，使其跃迁到导带中，形成电流。
2. 光电二极管：光电二极管是一种基于光电效应的光电传感器。
它由一个PN 结构的半导体材料组成，当光照射到PN结上时，光子激发了PN结中的电子，使其跃迁到导带中，形成电流。
光电二极管的导通电流与光照强度成正比，因此可以通过测量电流的大小来确定光的强度。
3. 光电三极管：光电三极管是一种基于光电效应的光电传感器，它由PNP或者NPN结构的半导体材料组成。
与光电二极管不同的是，光电三极管具有放大作用。
当光照射到光电三极管的基区时，光子激发了基区中的电子，使其跃迁到集电区，从而控制集电区的电流。
通过调节光照强度，可以实现对光电三极管的放大倍数的调节。
除了以上所述的光电传感器工作原理，还有其他一些特殊类型的光电传感器，如光电耦合器、光电隔离器等。
它们通过光电效应和光电二极管或者光电三极管的工作原理，实现了光信号的隔离和传输。
总结起来，光电传感器通过感知光的特性，将光信号转化为电信号，从而实现对光的测量和控制。
它的工作原理主要包括光电效应、光电二极管和光电三极管的工作原理。
光电传感器在自动化控制、通信和仪器仪表等领域具有重要的应用价值，为实现智能化和高效化提供了可靠的技术支持。
光电三极管与二极管的检测
光电二极管、光电三极管是电子电路中广泛采用的光敏器件。
光电二极管和普通二极管一样具有一个PN结，不同之处是在光电二极管的外壳上有一个透明的窗口以接收光线照射，实现光电转换，在电路图中文字符号一般为VD。
光电三极管除具有光电转换的功能外，还具有放大功能，在电路图中文字符号一般为VT。
光电三极管因输入信号为光信号，所以通常只有集电极和发射极两个引脚线。
同光电二极管一样，光电三极管外壳也有一个透明窗口，以接收光线照射。
光电二极管与光电三极管外壳形状基本相同，其判定方法如下：
遮住窗口，选用万用表R*1K挡，测两管脚引线间正、反向电阻，均为无穷大的为光电三极管。
正、反向阻值一大一小者为光电二极管。
光电二极管检测：首先根据外壳上的标记判断其极，外壳标有色点的管脚或靠近管键的管脚为正极，另一管脚为负载。
如无标记可用一块黑布遮住其接收光线信号的窗口，将万用表置R*1 K挡测出正极和负极，同时测得其正向电阻应在10K~20K间，其反向电阻应为无穷大，表针不动。
然后去掉遮光黑布，光电二极管接收窗口对着光源，此时万用表表针应向右偏转，偏转角度大小说明其灵敏度高低，偏转角度越大，灵敏度越高。
光电三极管检测：光电三极管管脚较长的是发射极，另一管脚是集电极。
检测时首先选一块黑布遮住起接收窗口，将万用表置R*1 K挡，两表笔任意接两管脚，测得结果其表针都不动（电阻无穷大），在移去遮光布，万用表指针向右偏转至15K~35K，其向又偏转角度越大说明其灵敏度越高。
光电二三极管特性测试实验报告
光敏二极管特性测试实验一、实验目的1.学习光电器件的光电特性、伏安特性的测试方法；2.掌握光电器件的工作原理、适用范围和应用基础。
二、实验内容1、光电二极管暗电流测试实验2、光电二极管光电流测试实验3、光电二极管伏安特性测试实验4、光电二极管光电特性测试实验5、光电二极管时间特性测试实验6、光电二极管光谱特性测试实验7、光电三极管光电流测试实验8、光电三极管伏安特性测试实验9、光电三极管光电特性测试实验10、光电三极管时间特性测试实验11、光电三极管光谱特性测试实验三、实验仪器1、光电二三极管综合实验仪 1个2、光通路组件 1套3、光照度计 1个4、电源线 1根5、2#迭插头对（红色，50cm） 10根6、2#迭插头对（黑色，50cm） 10根7、三相电源线 1根8、实验指导书 1本四、实验原理1、概述随着光电子技术的发发展,光电检测在灵敏度、光谱响应范围及频率我等技术方面要求越来越高，为此，近年来出现了许多性能优良的光伏检测器，如硅锗光电二极管、PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）等。
光敏晶体管通常指光电二极管和光电三极管，通常又称光敏二极管和三敏三极管。
光敏二极管的种类很多，就材料来分，有锗、硅制作的光敏二极管，也有III－V族化合物及其他化合物制作的二极管。
从结构我来分，有PN结、PIN结、异质结、肖特基势垒及点接触型等。
从对光的响应来分，有用于紫外光、红外光等种类。
不同种类的光敏二极管，具胡不同的光电特性和检测性能。
例如，锗光敏二极管与硅光敏二极管相比，它在红外光区域有很大的灵敏度，如图所示。
这是由于锗材料的禁带宽度较硅小，它的本征吸收限处于红外区域，因此在近红外光区域应用；再一方面，锗光敏二极管有较大的电流输出，但它比硅光敏二极管有较大的反向暗电流，因此，它的噪声较大。
又如，PIN型或雪崩型光敏二极管与扩散型PN结光敏二极管相比具有很短的时间响应。
因此，在使用光敏二极管进要了解其类型及性能是非常重要的。
光敏二极管和光敏三极管简介及应用
光敏二极管和光敏三极管简介及应用光敏二极管和光敏三极管是光电转换半导体器件，与光敏电阻器相比具有灵敏度高、高频性能好，可靠性好、体积小、使用方便等优。
一、光敏二极管1．结构特点与符号光敏二极管和普通二极管相比虽然都属于单向导电的非线性半导体器件，但在结构上有其特殊的地方。
光敏二极管在电路中的符号如图Z0129 所示。
光敏二极管使用时要反向接入电路中，即正极接电源负极，负极接电源正极。
2．光电转换原理根据PN结反向特性可知，在一定反向电压范围内，反向电流很小且处于饱和状态。
此时，如果无光照射PN结，则因本征激发产生的电子-空穴对数量有限，反向饱和电流保持不变，在光敏二极管中称为暗电流。
当有光照射PN结时，结内将产生附加的大量电子空穴对（称之为光生载流子），使流过PN结的电流随着光照强度的增加而剧增，此时的反向电流称为光电流。
不同波长的光（兰光、红光、红外光）在光敏二极管的不同区域被吸收形成光电流。
被表面P型扩散层所吸收的主要是波长较短的兰光，在这一区域，因光照产生的光生载流子（电子），一旦漂移到耗尽层界面，就会在结电场作用下，被拉向N 区，形成部分光电流；彼长较长的红光，将透过P型层在耗尽层激发出电子一空穴对，这些新生的电子和空穴载流子也会在结电场作用下，分别到达N区和P区，形成光电流。
波长更长的红外光，将透过P型层和耗尽层，直接被N区吸收。
在N区内因光照产生的光生载流子（空穴）一旦漂移到耗尽区界面，就会在结电场作用下被拉向P区，形成光电流。
因此，光照射时，流过PN结的光电流应是三部分光电流之和。
二、光敏三极管光敏三极管和普通三极管的结构相类似。
不同之处是光敏三极管必须有一个对光敏感的PN 结作为感光面，一般用集电结作为受光结，因此，光敏三极管实质上是一种相当于在基极和集电极之间接有光敏二极管的普通二极管。
其结构及符号如图Z0130所示。
三、光敏二极管的两种工作状态光敏二极管又称光电二极管，它是一种光电转换器件，其基本原理是光照到P-N结上时，吸收光能并转变为电能。
光电二极管与光电三极管
光电二极管与光电三极管
一、光电二极管
1、定义及结构
光电二极管（简称光二极管）又称为光敏二极管，是一种集光检测、
光放大、光信号处理等功能为一体的特殊型号的二极管。
光二极管由一种
金属包覆绝缘层，上面涂有一层光敏物质的接点，以及一个共享电极（称
为公共极），以及一个用于放大的三极管组成。
2、工作原理
光二极管的电路原理与普通二极管相同，都是由电流通过接点的光敏层，来激发其中的光敏物质，从而使其产生从正向到反向（又称反向偏移）的电势差。
激发电压可在可见光（380nm到780nm）的波长范围内发挥最
大的作用，并伴随着电流的衰减，从而使输出信号电压随着距离的增加而
减小。
3、应用
光二极管由于具有高敏感度、快速响应、高对信号的采集和处理能力，以及可以容易扩大到大规模并行系统，因此广泛应用于遥控、热量报警、
红外报警、防盗、天然气报警等等各种类型的报警装置中。
同时，它也被
广泛应用于数据通信，它可以将一组电信号转变成光信号，作为数据传输
的媒介，可以提高电信号的传输距离和信号的稳定性。
1、定义及结构。
光电二极管三极管的性能及运用
光电二极管三极管的性能及运用光电二极管及光电三极管的工作原理及用途可得工贸的光电二极管和光电三极管具有低功耗、响应速度快、抗干扰性能强等特点，可得公司是一家专业从事研发, 生产,销售LED 和红外光电器件的高新技术企业：其中光敏二极管、850nm/940nm 红外发射管，LED数码管，数码模块，以及发光二极管等产品以良好的品质受到市场的认可。
在红外遥制系统中，光电二极管(也称光敏二极管)及光电三极管(也称光敏三极管)均为红外线接收管，它把接收到的红外线变成电信号，经过放大及信号处理后用于各种控制。
除广泛用于红外线遥控外，还可用于光纤通信、光纤传感器、工业测量、自动控制、火灾报警器、防盗报警器、光电读出装置(纸带读出器、条形码读出器等)及光电耦合器等方面。
不同用途的光电二极管有不同的外形及封装，但用于红外遥控的光电二极管一般都是树脂封装的。
为减少可见光的干扰常采用黑色树脂，可以滤掉700nm波长以下的光线。
常见的几种光电二极管外形。
对方形或长方形的管子，往往做出标记角，指示受光面的方向。
一般如引脚长短不一样，长者为正极。
光电三极管可以等效为一个光电二极管与一只晶体三极管的组合，所以它具有电流放大作用。
其等效电路、外形及电路符号，光电三极管一般仅引出集电极及发射极两个引脚，外形与一般发光二极管一样，常用透明树脂封装。
光电二极管及光电三极管的管芯主要用硅材料制作。
光电二极管的两种工作状态当光电二极管加上反压时，管子的反向电流将随光照强度的变化而变化如同一个光敏电阻，光照强度越大电阻越小，反向电流越大。
大多数情况都工作于这种状态。
光电二极管上不加电压，利用P?N结受光照射时产生正向电压的原理，可看作微型光电池。
这种工作状态一般用作光电检测器。
光电二极管的工作电压VR ，允许的最高反向电压一般不超过10V，最高的可达50V。
暗电流ID及光电流IL ，无光照时，加一定反压时的反向漏电流称为暗电流ID，一般ID小于100nA 。
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光电二极管与光电三极管
一、光电二极管（Photodiode）
光电二极管是一种基于半导体材料的光电器件，它利用光电效应将光
信号转化为电信号。
光电二极管的结构和正常的二极管类似，由P型和N
型半导体材料构成，并且在P-N结附近形成一个细微的PN结。
当光照射
到PN结处时，光子的能量会被电子吸收，从而激发电子-空穴对的产生。
光电二极管的工作原理是利用光电效应，该效应是指当光照射到半导
体材料上时，光子的能量会激发材料中的电子跃迁到导带中，形成电子-
空穴对。
当光照强度越大时，激发的电子-空穴对数量越多，产生的电流
也越大。
因此，光电二极管可以通过测量电流大小来检测光照强度。
1.快速响应速度：光电二极管具有快速的响应速度，能够在纳秒级别
内检测到光的变化。
2.高灵敏度：光电二极管对光信号非常敏感，能够检测到较低光强度
下的光信号。
3.低噪声：光电二极管的噪声很低，能够准确地检测到微弱的光信号。
4.宽波长范围：光电二极管可以检测多种波长的光信号，通常在可见
光和红外光范围内。
1.光通信：光电二极管作为光信号的接收器，在光通信中发挥重要作用。
2.光谱分析：光电二极管可以用于测量、分析和检测光谱信号，例如
光谱仪，气体和液体分析等。
3.光电测量：光电二极管可以用于测量光强度的变化，例如光照度计、照度计等。
4.医疗设备：光电二极管可以用于心率监测、血氧测量、生物检测等
医疗设备中。
5.光电控制：光电二极管可以用于光敏开关、光电电路等光电控制领域。
二、光电三极管（Phototransistor）
光电三极管是光电传感器中另一种常见的光电器件，它是在光电二极
管的基础上发展而来的。
光电三极管同样基于光电效应，将光信号转化为
电信号，但是相较于光电二极管，光电三极管具有更高的灵敏度和增益。
光电三极管的结构和普通的三极管类似，由P型、N型和P型三个区
域组成。
在光电三极管中，光照射到PN结处时会产生电子-空穴对，电子
会从P区域注入到N区域，形成电流。
同时，PN结的另外一侧也会出现
电流由于电子和空穴重新组合。
因此，光电三极管相较于光电二极管具有
更高的电流增益。
光电三极管的特点如下：
1.高增益：光电三极管具有较高的电流增益，可以放大光信号，提高
检测灵敏度。
2.快速响应速度：光电三极管具有较快的响应速度，可以在纳秒级别
内检测到光的变化。
3.宽波长范围：光电三极管同样可以检测多种波长的光信号，通常在
可见光和红外光范围内。
4.线性度高：光电三极管的输出信号与输入光强度基本成线性关系，具有较高的线性度。
光电三极管和光电二极管的应用领域有很多重叠之处，包括光通信、光谱分析、光电测量和医疗设备等。
此外，由于光电三极管具有较高的增益，所以在需要放大光信号的应用中，光电三极管更常被选择。
总结：
光电二极管和光电三极管是常见的光电器件，分别基于光电效应将光信号转化为电信号。
光电二极管具有快速响应速度、高灵敏度和低噪声等特点，应用领域广泛。
光电三极管相较于光电二极管具有更高的增益，在检测信号较弱的应用中更常被选择。
无论是光电二极管还是光电三极管，它们在光传感器、光控制和光通信等领域发挥着重要的作用。