光电二极管三极管基本特性和主要参数

光电二极管基本特性和主要参数类别：显示与光电

①电压·电流特性。光电二极管的电压—电流特性在无光照时，它的特性与一般二极管一样。受光后，它的特性曲线沿电流轴向下平移，平移的幅度与光照强度成正比例。特性曲线在第三象限时，表达了管子在加有反向电压并受光照时的反向特性。此特性表明：a．反向电流随入射光照度的增加而增大，在一定的反向电压范围内，反向电流的大小几乎与反向电压高低无关。b．在入射照度一定时，光电二极管相当于一个恒流源，其输出电压与负载电阻增大而升高。如只R1～>R2，则输出电压URl>Uc，其中URl=Uc—Ul，UR2=Uc—U2。特性曲线在第四象限时，它呈光电池特性，光照强度越大，负载电阻越小，电流越大。即R1>R2时，则I2>I1。②反向工作电压UR。在无光照时，光电二极管中反向电流≤0．2—0．31μA时，允许的最高反向电压一般不大于10V，最高可达50V。③暗电流ID。在无光照时，加一定反向电压时的反向漏电流与暗电流。通常在50V反压下的暗电流小于100nA。

④光电流IL。在受到一定光照及一定反压条件下，流过管子的电流为光电流。一般光电流为几十μA，并且与照度成线性关系。⑤光谱响应特性。硅光电二极管的光

谱范围为400～1100nm，其峰值波长为880～900nm，这与GaAs红外发光二极管的波长相匹配，可获得较高的传输效率。光电三极管的特性类别：显示与光电光电三极管也是靠光的照射量来控制电流的器件。它可等效看作一个光电二极管与一只晶体三极管的结合，所以它具有放大作用。其最常用的材料是硅，一般仅引出集电极和发射极，其外形与发光二极管一样(也有引出基极的光电三极管，它常作温度补偿用)。它的光谱范围与光电二极管相同。(1)输出特性其输出特性与一般晶体三极管特性相同，差别仅在于参变量不同：三极管的参变量为基极电流，而光电三极管的参变量是入射的光照度。(2)简易测试方法光电三极管可用万用表测量其电阻或电流。(3)应用电路

由于光电三极管本身具有放大作用，因此只要一级三极管放大，即可驱动继电器。(4)光电二极管与光电三极管的差别与选用光电二极管的光电流小，输出特性线性度好，响应时间快；而光电三极管光电流大，输出特性线性度差，响应时间慢。一般要求灵敏度高，工作频率低的开关电路，可选用光电三极管；要求光电流与照度成线性关系或要求工作频率高时，则采用光电二极管。(5)使用注意事项不论是红外发射管还是接收管，要在制作前按介绍的方法测试一下，正确判断其好坏及分清是光电二极管还是光电三极管，这点十分重要。它们的负载电阻有较大的差别，

一般光电三极管的负载电阻为光电二极管负载电阻的1/10。光电二极管或光电三极管并非只对红外线敏感，所以在制作时要防止环境光(日光、灯光)过强而使放大电路输出饱和而失控，可加红色有机玻璃滤光，以减少环境光的影响。

APD光电二极管特性测试实验

APD光电二极管特性测试实验一、实验目的 1、学习掌握APD光电二极管的工作原理 2、学习掌握APD光电二极管的基本特性 3、掌握APD光电二极管特性测试方法 4、了解APD光电二极管的基本应用二、实验内容 1、APD光电二极管暗电流测试实验 2、APD光电二极管光电流测试实验 3、APD光电二极管伏安特性测试实验 4、APD光电二极管雪崩电压测试实验 5、APD光电二极管光电特性测试实验 6、APD光电二极管时间响应特性测试实验 7、APD光电二极管光谱特性测试实验三、实验仪器 1、光电探测综合实验仪 1个 2、光通路组件 1套 3、光照度计 1台 4、光敏电阻及封装组件 1套 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 9、示波器 1台四、实验原理雪崩光电二极管APD—Avalanche Photodiode是具有内部增益的光检测器，它可以用来检测微弱光信号并获得较大的输出光电流。雪崩光电二极管能够获得内部增益是基于碰撞电离效应。当PN结上加高的反偏压时，耗尽层的电场很强，光生载流子经过时就会被电场加速，当电场强度足够高(约3x105V／cm)时，光生载流子获得很大的动能，它们在高速运动中与半导体晶格碰撞，使晶体中的原子电离，从而激发出新的电子一空穴对，这种现象称为碰撞电离。碰撞电离产生的电子一空穴对在强电场作用下同样又被加速，重复前一过程，这样多次碰撞电离的结果使载流子迅速增加，电流也迅速增大，这个物理过程称为雪崩倍增效应。图6-1为APD的一种结构。外侧与电极接触的P区和N区都进行了重掺杂，分别以P+和N+表示；在I区和N+区中间是宽度较窄的另一层P区。APD工作在大的反偏压下，当反偏压加大到某一值后，耗尽层从N+-P结区一直扩展(或称拉通)到P+区，包括了中间的P层区和I区。图4的结构为拉通型APD的结构。从图中可以看到，电场在I区分布较弱，而在N+-P区分布较强，碰撞电离区即雪崩区就在N+-P区。尽管I区的电场比N+-P区低得多，但也足够高(可达2x104V／cm)，可以保证载流子达到饱和漂移速度。当入射光照射时，由于雪

光电二三极管特性测试实验报告分解

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。光敏二极管和光电池一样，其基本结构也是一个PN结。与光电池相比，它的突出特点是结面积小，因此它的频率特性非常好。光生电动势与光电池相同，但输出电流普遍比光电池小，一般为数微安到数十微安。按材料分，光敏二极管有硅、砷化铅光敏二极管等许多种，由于硅材料的暗电流温度系数较小，工艺较成熟，因此在实验际中使用最为广泛。光敏三极管与光敏二极管的工作原理基本相同，工作原理都是基于内光电效应，和光敏电阻的差别仅在于光线照射在半导体PN结上，PN结参与了光电转换过程。 2、光电二三极管的工作原理光生伏特效应：光生伏特效应是一种内光电效应。光生伏特效应是光照使不均匀半导体或均匀半导体中光生电子和空穴在空间分开而产生电位差的现象。对于不均匀半导体，由于同质的半导体不同的掺杂形成的PN结、不同质的半导体组成的异质结或金属与半导体接触形成的肖特基势垒都存在内建电场，当光照射这种半导体时，由于半导体对光的吸收而产生了光生电子和空穴，它们在内建电场的作用下就会向相反的方向移动和聚集而产生电位差。这种现象是最重要的一类光生伏特效应。均匀半导体体内没有内建电场，当光照射时，因眼光生载流子浓度梯度不同而引起载流子的扩散运动，且电子和空穴的迁移率不相等，使两种载流

常用电阻二极管三极管参数资料

常用电阻、二极管、三极管参数资料 1．固定电阻器的主要参数固定电阻器的主要参数是标称阻值、允许误差和额定功率。（1）标称阻值和允许误差电阻器上标志的阻值叫标称值，而实际值与标称值的偏差，除以标称值所得的百分数叫电阻的误差，它反映了电阻器的精度。不同的精度有一个相应的误差，表1列出了常用电阻器的允许误差等级（精度等级）。表1 常用电阻器允许误差的等级目前固定电阻器大都为I级或II级普通电阻，而且III级很少，能满足一般应用的要求，02、01、005级的精密电阻器，一般用于测量仪器，仪表及特殊设备电路中。国家有关部门规定了阻值系列作产品的标准，表2是普通电阻器系列表。表中的标称值可以乘以10n，例如，4．7这个标称值，就有0．47Ω、4．7Ω、47Ω、470Ω、4．7KΩ……。选择阻值时必须在相应等级的系列表中进行。表2 电阻器系列及允许误差（2）电阻器的额定功率电阻器长时间工作允许所加的最大功率叫额定功率。电阻器的额定功率，通常有1/8、1／4、1／2、1、2、3、5、10瓦等。表示电阻器额定功率的通用符号见图1。大于1W的则用阿拉伯数字表示。 2．固定电阻器的主要参数的标志方法（1）电阻器的额定功率、阻值及允许误差一般都标在电阻器上。额定功率较大的电阻器，一般都将额定功率直接印在电阻器上。额定功率较小的电阻器，可以从它的几何尺寸和表面面积上看出，一般0.125 w、0.25w电阻器的直径约2．5毫米，长约7-8毫米；0．5W电阻器的直径约4．5毫米，长约10-12毫米。（2）电阻值及允许误差有三种表示法，即直标法、文字符号法和色标法。直标法是阻值和允许误差直接标明，如2KΩ±5％；文字符号法是阻值用数字与符号组合在一起表示，组合规律如下：文字符号Ω、K、M前面的数字表示整数阻值，文字符号Ω、K、M后面的数字表示小数点后面的小数阻值。允许误差用符号、J＝±5％、K＝±10％、M＝±20％。例如5Ω1J表示5．1Ω±5％。这种表示法可避免因小数点脱

二极管,三极管部分习题集

模拟电子技术部分习题及答案 ——直流稳压电源项目一、二极管与三极管的基础知识二极管习题一、熟悉概念与规律 1．半导体 2．P型半导体 3．N型半导体 4．PN结 5．单向导电性 6．整流二极管 7．稳压二极管 8．发光二极管 9．开关特性 10．三极管 11．三极管的饱合特性 12．三极管的截止特性 13．三极管的放大特性二、理解与计算题 1．当温度升高时，二极管的正向压降_ 变小，反向击穿电压变小。 2．硅稳压二极管并联型稳压电路中，硅稳压二极管必须与限流电阻串联，此限流电阻的作用是（C——调压限流）。 A、提供偏流 B、仅限流电流 C、兼有限流和调压两个作用 3. 有两个2CW15 稳压管，一个稳压值是8V，另一个稳压值是7.5V，若把两管的正极并接，再将负极并接，组合成一个稳压管接入电路，这时组合管的稳压值是（B—— 7.5V）。 8V；B、7.5V；C、15.5V 4．稳压管DW稳压值为5.3V，二极管VD正向压降0.7V，当VI 为12V时，DW和VD 是否导通，V0 为多少？R电阻的作用。

答：DW和VD 不导通，V0 为5.3V，R电阻的作用是分压限流。 5．下图中D1-D3为理想二极管，A，B，C灯都相同，试问哪个灯最亮？（） 6．在图所示的电路中，当电源V=5V 时，测得I=1mA。若把电源电压调整到V=10V，则电流的大小将_____。 A.I=2mA B.I<2mA C.I>2mA 7．图所示电路，设Ui=sinωt(V)，V=2V，二极管具有理想特性，则输出电压Uo 的波形应为图示_______图。 8．图所示的电路中，Dz1 和Dz2 为稳压二极管，其稳定工作电压分别为6V 和7V，且具有理想的特性。由此可知输出电压Uo 为_______。 9．二极管最主要的特性是____________，它的两个主要参数是反映正向特性的 ____________和反映反向特性的____________。 10．图所示是一个输出6V 正电压的稳压电路，试指出图中有哪些错误，并在图上加以改正。

常用二极管三极管参数

9月28日常用二极管参数整流二极管主要参数 50V 100V 200V 300V 400V 500V 600V 800V 1000V 1A 1N4001 1N4002 1N4003 1N4004 1N4005 1N4006 1N4007 1.5A 1N5391 1N5392 1N5393 1N5394 1N5395 1N5396 1N5397 1N5398 1N5399 2A PS200 PS201 PS202 PS204 PS206 PS208 PS209 3A 1N5400 1N5401 1N5402 1N5404 1N5405 1N5406 1N5407 1N5408 1N5409 稳压二极管主要参数型号最大功耗(mW) 稳定电压(V) 电流(mA) 代换型号国产稳压管日立稳压管最小值最大值新型号旧型号 HZ4B2 500 3.8 4 5 2CW102 2CW21 4B2 HZ4C1 500 4 4.2 5 2CW102 2CW21 4C1 HZ6 500 5.5 5.8 5 2CW103 2CW21A 6B1 HZ6A 500 5.2 5.7 5 2CW103 2CW21A HZ6C3 500 6 6.4 5 2CW104 2CW21B 6C3 HZ7 500 6.9 7.2 5 2CW105 2CW21C HZ7A 500 6.3 6.9 5 2CW105 2CW21C HZ7B 500 6.7 7.3 5 2CW105 2CW21C HZ9A 500 7.7 8.5 5 2CW106 2CW21D HZ9CTA 500 8.9 9.7 5 2CW107 2CW21E HZ11 500 9.5 11.9 5 2CW109 2CW21G HZ12 500 11.6 14.3 5 2CW111 2CW21H HZ12B 500 12.4 13.4 5 2CW111 2CW21H HZ12B2 500 12.6 13.1 5 2CW111 2CW21H 12B2 HZ18Y 500 16.5 18.5 5 2CW113 2CW21J HZ20-1 500 18.86 19.44 2 2CW114 2CW21K HZ27 500 27.2 28.6 2 2CW117 2CW21L 27-3 HZT33-02 400 31 33.5 5 2CW119 2CW21M RD2.0E(B) 500 1.88 2.12 20 2CW100 2CW21P 2B1 RD2.7E 400 2.5 2.93 20 2CW101 2CW21S RD3.9EL1 500 3.7 4 20 2CW102 2CW21 4B2 RD5.6EN1 500 5.2 5.5 20 2CW103 2CW21A 6A1 RD5.6EN3 500 5.6 5.9 20 2CW104 2CW21B 6B2 RD5.6EL2 500 5.5 5.7 20 2CW103 2CW21A 6B1 RD6.2E(B) 500 5.88 6.6 20 2CW104 2CW21B RD7.5E(B) 500 7 7.9 20 2CW105 2CW21C RD10EN3 500 9.7 10 20 2CW108 2CW21F 11A2 RD11E(B) 500 10.1 11.8 15 2CW109 2CW21G RD12E 500 11.74 12.35 10 2CW110 2CW21H 12A1 RD12F 1000 11.19 11.77 20 2CW109 2CW21G RD13EN1 500 12 12.7 10 2CW110 2CW21H 12A3 RD15EL2 500 13.8 14.6 15 2CW112 2CW21J 12C3

实验四 PIN光电二极管特性测试

实验四PIN光电二极管特性测试一、实验目的 1、学习掌握PIN光电二极管的工作原理 2、学习掌握PIN光电二极管的基本特性 3、掌握PIN光电二极管特性测试的方法 4、了解PIN光电二极管的基本应用二、实验内容 1、PIN光电二极管暗电流测试实验 2、PIN光电二极管光电流测试实验 3、PIN光电二极管伏安特性测试实验 4、PIN光电二极管光电特性测试实验 5、PIN光电二极管时间响应特性测试实验 6、PIN光电二极管光谱特性测试实验三、实验器材 1、光电探测综合实验仪1个 2、光通路组件1套 3、光照度计1台 4、PIN 光电二极管及封装组件1套 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 9、示波器1台四、实验原理光电探测器PIN管的静态特性测量是指PIN光电二极管在无光照时的P-N结正负极、击穿电压、暗电流Id以及在有光照的情况下的输入光功率和输出电流的关系（或者响应度），光谱响应特性的测量。图5-1 PIN光电二极管的结构和它在反向偏压下的电场分布图5-1是PIN光电二极管的结构和它在反向偏压下的电场分布。在高掺杂P型和N型半导体之间生长一层本征半导体材料或低掺杂半导体材料，称为I层。在半导体PN结中，掺杂浓度和耗尽层宽度有如下关系： LP/LN=DN/DP

其中：DP和DN 分别为P区和N区的掺杂浓度；LP和LN分别为P区和N区的耗尽层的宽度。在PIN中，如对于P层和I层(低掺杂N型半导体)形成的PN结，由于I层近于本征半导体，有 DN<Eg 因此对于不同的半导体材料，均存在着相应的下限频率fc或上限波长λc，λc亦称为光电二极管的截止波长。只有入射光的波长小于λc时，光电二极管才能产生光电效应。Si-PIN 的截止波长为1.06um，故可用于0.85um的短波长光检测；Ge-PIN和InGaAs-PIN的截止波长为1.7um，所以它们可用于1.3um、1.55um的长波长光检测。当入射光波长远远小于截止波长时，光电转换效率会大大下降。因此，PIN光电二极管是对一定波长范围内的入射光进行光电转换，这一波长范围就是PIN光电二极管的波长响应范围。响应度和量子效率表征了二极管的光电转换效率。响应度R定义为

光电二极管特性测试及其变换电路

光电二极管特性测试及其变换电路 1实验目的 (1)学习掌握光电二极管的工作原理 (2)学习掌握光电二极管的基本特性 (3)掌握光电二极管特性测试的方法 (4)了解光电二极管的基本应用 2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 3实验仪器 (1)光电器件实验仪1台 (2)示波器1台 (3)万用表1个 (4)计算机1套 4实验原理光电二极管又称光敏二极管。制造一般光电二极管的材料几乎全部选用硅或锗的单晶材料。由于硅器件较锗器件暗电流、温度系数都小得多,加之制作硅器件采用的平面工艺使其管芯结构很容易精确控制，因此,硅光电二极管得到了广泛应用。光电二极管的结构和普通二极管相似，只是它的PN结装在管壳顶部，光线通过透镜制成的窗口，可以集中照射在PN结上，图1（a）是其结构示意图。光敏二极管在电路中通常处于反向偏置状态，如图1（b）所示。

（a）结构示意图（b）基本电路图1 光电二极管结构图 PN结加反向电压时，反向电流的大小取决于P区和N区中少数载流子的浓度，无光照时P区中少数载流子(电子)和N区中的少数载流子(空穴)都很少，因此反向电流很小。但是当光照射PN结时，只要光子能量hv大于材料的禁带宽度，就会在PN结及其附近产生光生电子—空穴对，从而使P区和N区少数载流子浓度大大增加。这些载流子的数目，对于多数载流子影响不大，但对P区和N 区的少数载流子来说，则会使少数载流子的浓度大大提高，在反向电压（P区接负，N区接正）作用下，反向饱和漏电流大大增加，形成光电流，该光电流随入射光照度的变化而相应变化。光电流通过负载R L时，在电阻两端将得到随人射光变化的电压信号如果入射光的照度改变，光生电子—空穴对的浓度将相应变动，通过外电路的光电流强度也会随之变动，光敏二极管就把光信号转换成了电信号。 5注意事项 1、实验之前，请仔细阅读光电探测综合实验仪说明，弄清实验箱各部分的功能及拨位开关的意义； 2、当电压表和电流表显示为“1＿”是说明超过量程，应更换为合适量程； 3、连线之前保证电源关闭。 4、实验过程中，请勿同时拨开两种或两种以上的光源开关，这样会造成实验所测试的数据不准确。 6实验步骤 6.1光电二极管暗电流测试实验装置原理框图如图2所示，但是在实际操作过程中，光电二极管和光电三极管的暗电流非常小，只有nA数量级。这样，实验操作过程中，对电流表的要求较高，本实验中，采用电路中串联大电阻的方法，将图2中的RL改为20M，

光电二极管检测电路的组成及工作原理

光电二极管及其相关的前置放大器是基本物理量和电子量之间的桥梁。许多精密应用领域需要检测光亮度并将之转换为有用的数字信号。光检测电路可用于CT扫描仪、血液分析仪、烟雾检测器、位置传感器、红外高温计和色谱分析仪等系统中。在这些电路中,光电二极管产生一个与照明度成比例的微弱电流。而前置放大器将光电二极管传感器的电流输出信号转换为一个可用的电压信号。看起来好象用一个光电二极管、一个放大器和一个电阻便能轻易地实现简单的电流至电压的转换,但这种应用电路却提出了一个问题的多个侧面。为了进一步扩展应用前景,单电源电路还在电路的运行、稳定性及噪声处理方面显示出新的限制。本文将分析并通过模拟验证这种典型应用电路的稳定性及噪声性能。首先探讨电路工作原理,然后如果读者有机会的话,可以运行一个SPICE模拟程序,它会很形象地说明电路原理。以上两步是完成设计过程的开始。第三步也是最重要的一步（本文未作讨论）是制作实验模拟板。 1 光检测电路的基本组成和工作原理设计一个精密的光检测电路最常用的方法是将一个光电二极管跨接在一个CMOS输入放大器的输入端和反馈环路的电阻之间。这种方式的单电源电路示于图1中。在该电路中,光电二极管工作于光致电压（零偏置）方式。光电二极管上的入射光使之产生的电流I SC从负极流至正极,如图中所示。由于CMOS放大器反相输入端的输入阻抗非常高,二极管产生的电流将流过反馈电阻R F。输出电压会随着电阻R F两端的压降而变化。图中的放大系统将电流转换为电压,即 V OUT = I SC×R F（1）图1 单电源光电二极管检测电路式（1）中,V OUT是运算放大器输出端的电压,单位为V;I SC是光电二极管产生的电流,单位为A;R F是放大器电路中的反馈电阻,单位为W 。图1中的C RF是电阻R F的寄生电容和电路板的分布电容,且具有一个单极点为1/（2p R F C RF）。用SPICE可在一定频率范围内模拟从光到电压的转换关系。模拟中可选的变量是放大器的反馈元件R F。用这个模拟程序,激励信号源为I SC,输出端电压为V OUT。此例中,R F的缺省值为1MW ,C RF为0.5pF。理想的光电二极管模型包括一个二极管和理想的电流源。给出这些值后,传输函数中的极点等于1/（2p R F C RF）,即318.3kHz。改变R F 可在信号频响范围内改变极点。

光电二极管检测电路的工作原理及设计方案

?光电二极管及其相关的前置放大器是基本物理量和电子量之间的桥梁。许多精密应用领域需要检测光亮度并将之转换为有用的数字信号。光检测电路可用于CT扫描仪、血液分析仪、烟雾检测器、位置传感器、红外高温计和色谱分析仪等系统中。在这些电路中，光电二极管产生一个与照明度成比例的微弱电流。而前置放大器将光电二极管传感器的电流输出信号转换为一个可用的电压信号。看起来好象用一个光电二极管、一个放大器和一个电阻便能轻易地实现简单的电流至电压的转换，但这种应用电路却提出了一个问题的多个侧面。为了进一步扩展应用前景，单电源电路还在电路的运行、稳定性及噪声处理方面显示出新的限制。本文将分析并通过模拟验证这种典型应用电路的稳定性及噪声性能。首先探讨电路工作原理，然后如果读者有机会的话，可以运行一个SP IC E模拟程序，它会很形象地说明电路原理。以上两步是完成设计过程的开始。第三步也是最重要的一步（本文未作讨论）是制作实验模拟板。 1 光检测电路的基本组成和工作原理设计一个精密的光检测电路最常用的方法是将一个光电二极管跨接在一个CMOS 输入放大器的输入端和反馈环路的电阻之间。这种方式的单电源电路示于图1中。在该电路中，光电二极管工作于光致电压（零偏置）方式。光电二极管上的入射光使之产生的电流ISC从负极流至正极，如图中所示。由于CMOS放大器反相输入端的输入阻抗非常高，二极管产生的电流将流过反馈电阻RF。输出电压会随着电阻RF两端的压降而变化。图中的放大系统将电流转换为电压，即 VOUT = ISC ×RF （1）

图1 单电源光电二极管检测电路式（1）中，VOUT是运算放大器输出端的电压，单位为V;ISC是光电二极管产生的电流，单位为A;RF是放大器电路中的反馈电阻，单位为W 。图1中的CRF是电阻RF的寄生电容和电路板的分布电容，且具有一个单极点为1/（2p RF CRF）。用SPICE可在一定频率范围内模拟从光到电压的转换关系。模拟中可选的变量是放大器的反馈元件RF。用这个模拟程序，激励信号源为ISC，输出端电压为VOUT。此例中，RF的缺省值为1MW ，CRF为0.5pF。理想的光电二极管模型包括一个二极管和理想的电流源。给出这些值后，传输函数中的极点等于1/（2p RFCRF），即318.3kHz。改变RF可在信号频响范围内改变极点。遗憾的是，如果不考虑稳定性和噪声等问题，这种简单的方案通常是注定要失败的。例如，系统的阶跃响应会产生一个其数量难以接受的振铃输出，更坏的情况是电路可能会产生振荡。如果解决了系统不稳定的问题，输出响应可能仍然会有足够大的“噪声”而得不到可靠的结果。实现一个稳定的光检测电路从理解电路的变量、分析整个传输函数和设计一个可靠的电路方案开始。设计时首先考虑的是为光电二极管响应选择合适的电阻。第二是分析稳定性。然后应评估系统的稳定性并分析输出噪声，根据每种应用的要求将之调节到适当的水平。这种电路中有三个设计变量需要考虑分析，它们是：光电二极管、放大器和R//C反馈网络。首先选择光电二极管，虽然它具有良好的光响应特性，但二极管的寄生电容将对电路的噪声增益和稳定性有极大的影响。另外，光电二极管的并联寄生电阻在很宽的温度范围内变化，会在温度极限时导致不稳定和噪声问题。为了保持良好的线性性能及较低的失调误差，运放应该具有一个较小的输入偏置电流（例如CMOS工艺）。此外，输入噪声电压、输入共模电容和差分电容也对系统的稳定性和整体精度产生不利的影响。最后，R//C反馈网络用于建立电路的增益。该网络也会对电路的稳定性和噪声性能产生影响。 2 光检测电路的SPICE模型

半导体二极管和三极管分析

第7章半导体二极管和三极管 7.1 半导体的基本知识 7.2 PN结 7.3 半导体二极管 7.4 稳压二极管 7.5 半导体三极管

第7章半导体二极管和三极管本章要求：一、理解PN结的单向导电性，三极管的电流分配和电流放大作用；二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；三、会分析含有二极管的电路。

对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标和正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器件的目的在于应用。学会用工程观点分析问题，就是根据实际情况，对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近似，以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结果。对电路进行分析计算时，只要能满足技术指标，就不要过分追究精确的数值。器件是非线性的、特性有分散性、RC 的值有误差、工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。

7.1 半导体的基本知识半导体的导电特性： (可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变(可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化 (可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等)。热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强

7.1.1 本征半导体完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构共价健共价键中的两个电子，称为价电子。 Si Si Si Si 价电子

Si Si Si Si 价电子价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子（带负电），同时共价键中留下一个空位，称为空穴（带正电）。本征半导体的导电机理这一现象称为本征激发。空穴温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多。自由电子在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。

二极管、三极管部分----习题

模拟电子技术部分习题及答案直流稳压电源项目、二极管与三极管的基础知识二极管习题、熟悉概念与规律 1 ?半导体 2.p型半导体 3.N型半导体 4.PN 结 5.单向导电性 6.整流二极管 7.稳压二极管 &发光二极管 9.开关特性 10.三极管 11.三极管的饱合特性 12.三极管的截止特性 13.三极管的放大特性、理解与计算题 1.___________________________________ 当温度升高时，二极管的正向压降 _____ 变小___________________________________________ ，反向击穿电压_____________________ 变小______ 。 2.硅稳压二极管并联型稳压电路中，硅稳压二极管必须与限流电阻串联，此限流电阻的作用是(C――调压限流 )。 A、提供偏流 B、仅限流电流 C、兼有限流和调压两个作用 3.有两个2CW15稳压管，一个稳压值是8V，另一个稳压值是7.5V，若把两管的正极并接，再将负极并接，组合成一个稳压管接入电路，这时组合管的稳压值是( B――7.5V )。 8V; B、7.5V ; C、15.5V 4.稳压管DW稳压值为 5.3V，二极管VD正向压降0.7V，当VI为12V时，DW和VD是否导通，V0为多少？R电阻的作用。

答： DW 和 VD 不导通，V0为5.3V , R电阻的作用是分压限流。 5.下图中D1-D3为理想二极管，A, B, C灯都相同，试问哪个灯最亮？( ) A B C 6?在图所示的电路中，当电源V=5V 时，测得I=1mA。若把电源电压调整到V=10V，则电流的大小将______ 。 A.I=2mA B.I<2mA C.I>2mA 7.图所示电路，设Ui=sin 3 t(V) , V=2V ,二极管具有理想特性，则输出电压Uo的波形应为图示 _______ 图。 &图所示的电路中，Dz1和Dz2为稳压二极管，其稳定工作电压分别为且具有理想的特性。由此可知输出电压Uo为____________ 。 lkQ Ul=20￥ Uo 0 — 9. ______________________________ 二极管最主要的特性是，它的两个主要参数是反映正向特性的 ____________ 和反映反向特性的_____________ 。 10.图所示是一个 ZjDl 正弦交流电鶴 kJ c 4 Uo（￥） 0 1 6V 和7V , Dzl

光电二极管02

贵州民族学院《光电探测与信号处理》课程论文《光电二极管》学院计算机与信息工程学院专业光信息科学与技术班级09 光信姓名张家文学号 2 0 0 9 0 7 0 4 0 0 5 4 指导教师李林福

光电二极管张家文摘要：通过实验测量的方法分析光电二极管的伏安特性、暗电流、光电流及光照特性、光谱特性参数，用测试参数进行数据处理和分析。关键词：光电二极管伏安特性光电流光谱特性一、光电二极管的工作原理：光电二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。它的核心部分也是一个PN结，和普通二极管相比，在结构上不同的是，为了便于接受入射光照，PN结面积尽量做的大一些，电极面积尽量小些，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。光电二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时，反向电流很小（一般小于0.1微安），称为暗电流。当有光照时，携带能量的光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子---空穴对，称为光生载流子。它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。光电二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。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。二、光电二极管的种类、特性与用途： 1.PN型：特性：优点是暗电流小，一般情况下，响应速度较低。用途：照度计、彩色传感器、光电三极管、线性图像传感器、分光光度计、照相机曝光计。 2.PIN型：特性：缺点是暗电流大，因结容量低，故可获得快速响应。用途：高速光的检测、光通信、光纤、遥控、光电三极管、写字笔、传真。 3.发射键型：特性：使用Au薄膜与N型半导体结代替P型半导体。用途：主要用于紫外线等短波光的检测。 4.雪崩型：特性：相应速度非常快，因具有倍速做用，故可检测微弱光。用途：高速光通信、高速光检测。三、光电二极管的特性测试： 1、光电二极管伏安特性测试：光电二极管的基本特性：光电二极管的输出光电流与偏压的关系称为伏安特性。图1为光电二极管正偏和反偏的工作状态：

二极管三极管基础知识

课题1.1 半导体二极管课型新课授课班级授课时数 2 教学目标1．熟识二极管的外形和符号。 2．掌握二极管的单向导电性。 3．理解二极管的伏安特性、理解二极管的主要参数。教学重点二极管的单向导电性。教学难点二极管的反向特性。学情分析教学效果教后记

新课 A．引入自然界中的物质，按导电能力的不同，可分为导体和绝缘体。人们又发现还有一类物质，它们的导电能力介于导体和绝缘体之间，那就是半导体。 B．新授课 1.1半导体二极管 1.1.1什么是半导体 1．半导体：导电能力随着掺入杂质、输入电压（电流）、温度和光照条件的不同而发生很大变化，人们把这一类物质称为半导体。 2．载流子：半导体中存在的两种携带电荷参与导电的“粒子”。（1）自由电子：带负电荷。（2）空穴：带正电荷。特性：在外电场的作用下，两种载流子都可以做定向移动，形成电流。 3．N型半导体：主要靠电子导电的半导体。即：电子是多数载流子，空穴是少数载流子。 4．P型半导体：主要靠空穴导电的半导体。即：空穴是多数载流子，电子是少数载流子。 1.1.2PN结 1．PN结：经过特殊的工艺加工，将P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起，则在两种半导体的交界面就会出现一个特殊的接触面，称为PN结。 2．实验演示（1）实验电路（2）现象所加电压的方向不同，电流表指针偏转幅度不同。（3）结论 PN结加正向电压时导通，加反向电压时截止，这种特性称为PN结的单向导电性。 3．反向击穿：PN结两端外加的反向电压增加到一定值时，反向电流急剧增大，称为PN结的反向击穿。 4．热击穿：若反向电流增大并超过允许值，会使PN结烧坏，称为热击穿。 5．结电容（讲解）（引入实验电路，观察现象）

第一章半导体二极管三极管和场效应管

第4章半导体二极管及其应用电子电路区别于以前所学电路的主要特点是电路中引入各种电子器件。电子器件的类型很多，目前使用得最广泛的是半导体器件——二极管、稳压管、晶体管、绝缘栅场效应管等。由于本课程的任务不是研究这些器件内部的物理过程，而是讨论它们的应用，因此，在简单介绍这些器件的外部特性的基础上，讨论它们的应用电路。 4.1 PN结和半导体二极管 4.1.1 PN结的单向导电性我们在物理课中已经知道，在纯净的四价半导体晶体材料（主要是硅和锗）中掺入微量三价（例如硼）或五价（例如磷）元素，半导体的导电能力就会大大增强。这是由于形成了有传导电流能力的载流子。掺入五价元素的半导体中的多数载流子是自由电子，称为电子半导体或N型半导体。而掺入三价元素的半导体中的多数载流子是空穴，称为空穴半导体或Ｐ型半导体。在掺杂半导体中多数载流子（称多子）数目由掺杂浓度确定，而少数载流子（称少子）数目与温度有关，并且温度升高时，少数载流子数目会增加。在一块半导体基片上通过适当的半导体工艺技术可以形成Ｐ型半导体和Ｎ型半导体的交接面，称为PN 结。PN结具有单向导电性：当PN结加正向电压时，Ｐ端电位高于N端，PN结变窄,由多子形成的电流可以由Ｐ区向Ｎ区流通，见图4-1 (a),而当PN结加反向电压时，Ｎ端电位高于Ｐ端，PN结变宽,由少子形成的电流极小，视为截止(不导通)，见图4-1 (b)。 4.1.２半导体二极管半导体二极管就是由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成的。由Ｐ区引出的电极称为阳极，Ｎ区引出的电极称为阴极。因为PN结的单向导电性，二极管导通时电流方向是由阳极通过管子内部流向阴极。二极管的种类很多，按材料来分，最常用的有硅管和锗管两种；按结构来分，有点接触型，面接触型和硅平面型几种；按用途来分，有普通二极管、整流二极管、稳压二极管等多种。

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 ???。加一定反压并受到光照时流过管子的电流称为光电流 IL，一般光电流IL为几十微安 ???，并且与照度成线性关系。光谱特性。硅光电二极管的光谱范围为400～1100nm，其峰值波长为880～900nm，如图7所示。这与GaAs红外发光二极管的波长相匹配，可获得较高的传输效率。但它除能接收红外光以外，对可见光也敏感，所以要加滤光措施或防止阳光或灯光的干扰。光电三极管的特性与一般晶体管相同，差别仅在于参变量不同：三极管的参变量是基极电流，而光电三极管的参变量是入射光强。光电三极管的主要参数有：反向击穿电压VR(最小的为5V，最大的可达75V以上)；暗电流ID小于0?3μA (300nA)；光电流IL在0?4～2．5mA之间，最大功耗Pm为50～100mW。 PH302及PT331C的主要特性。

三极管的参数解释

我们把题目记住之后，在搜索引擎的框框里输入：site:https://www.360docs.net/doc/f13379544.html, +题目【site命令是指在制定的网站里搜索，加号也是要的，如果嫌输入加号麻烦，可以用空格代替。】如搜索android+论文，输入：site:https://www.360docs.net/doc/f13379544.html, android+论文（中间有空格）搜索引擎都有网页网页快照，如百度有百度快照，谷歌有网页快照，我们点击快照进入网址. 三极管的参数解释 △ λ---光谱半宽度 △VF---正向压降差 △Vz---稳压范围电压增量 av---电压温度系数 a---温度系数 BV cer---基极与发射极串接一电阻，CE结击穿电压 BVcbo---发射极开路，集电极与基极间击穿电压 BVceo---基极开路，CE结击穿电压 BVces---基极与发射极短路CE结击穿电压 BVebo--- 集电极开路EB结击穿电压 Cib---共基极输入电容 Cic---集电结势垒电容 Cieo---共发射极开路输入电容 Cies---共发射极短路输入电容 Cie---共发射极输入电容 Cjo/Cjn---结电容变化 Cjo---零偏压结电容 Cjv---偏压结电容 Cj---结（极间）电容，表示在二极管两端加规定偏压下，锗检波二极管的总电容 CL---负载电容（外电路参数） Cn---中和电容（外电路参数）

Cob---共基极输出电容。在基极电路中，集电极与基极间输出电容 Coeo---共发射极开路输出电容 Coe---共发射极输出电容 Co---零偏压电容 Co---输出电容 Cp---并联电容（外电路参数） Cre---共发射极反馈电容 Cs---管壳电容或封装电容 CTC---电容温度系数 CTV---电压温度系数。在测试电流下，稳定电压的相对变化与环境温度的绝对变化之比 Ct---总电容 Cvn---标称电容 di/dt---通态电流临界上升率 dv/dt---通态电压临界上升率 D---占空比 ESB---二次击穿能量 fmax---最高振荡频率。当三极管功率增益等于1时的工作频率 fT---特征频率 f---频率 h RE---共发射极静态电压反馈系数 hFE---共发射极静态电流放大系数 hfe---共发射极小信号短路电压放大系数 hIE---共发射极静态输入阻抗 hie---共发射极小信号短路输入阻抗 hOE---共发射极静态输出电导 hoe---共发射极小信号开路输出导纳 hre---共发射极小信号开路电压反馈系数 IAGC---正向自动控制电流 IB2---单结晶体管中的基极调制电流 IBM---在集电极允许耗散功率的范围内，能连续地通过基极的直流电流的最大值，或交流电流的最大平均值

光电二极管 三极管基本特性和主要参数