光电二极管是什么?
光电二极管的工作原理
当一个二极管在反向偏置条件下，会有反向饱和电流从二极管的正负极流过。不可避免的少数载流子在半导体晶体中造成了这种反向饱和电流。这个反向饱和电流的值并不取决于施加在二极管上的反向电压，而是取决于半导体晶体中少数载流子的浓度。因此，在二极管的反向电压一定范围内，该电流几乎保持恒定。我们可以通过控制半导体晶体中少数载流子的浓度来控制二极管中的反向饱和电流。我们可以通过向晶体提供外部能量来改变半导体中少数载流子的浓度。
在光电二极管中，我们做同样的事情来控制器件的电导率。光电二极管顾名思义，pn结暴露在光中。根据光的强度，晶体中的共价键会断裂，并在pn结及其附近产生自由电子-空穴对。结果，二极管的反向电流增加，换句话说，器件的电导率增加。
注:-这里要指出,在光电二极管,只有pn结二极管的一部分必须暴露在光这是因为如果离结,产生的电子空穴对离结得到足够的时间来重组因此他们不能提供反向电流。但是电子-空穴对产生在结或结非常近，可以很容易地传播到相反的极性由于电场的影响穿过结，因此电流通过光电二极管得到增加。
光电二极管的建设
光电二极管采用金属封装。二极管是一个p n结，安装在绝缘塑料衬底上。然后我们把塑料基板密封在金属盒里。在金属外壳的顶部，有一个透明的窗口，可以让光线完全进入PN结。二极管的正极和负极两根引线从金属外壳的底部引出。从金属外壳底部的一侧延伸出的一个标签标识阴极引线。
光电二极管的象征
的光电二极管的符号就像普通的二极管，除了两个向下倾斜的箭头象征光。
光电二极管的特征
光电二极管的暗电阻
的确，即使在极端黑暗的条件下，半导体晶体中也总会存在一些少数载流子——这些少数载流子是由于晶体中不可避免的杂质和自然的热激发而存在的。所以即使在黑暗的情况下，二极管中也会有一个微小的、恒定的反向饱和电流。对于光电二极管，这种电流是固定的，这种电流称为暗电流。最大可承受反向电压与光电二极管暗电流的比值称为该二极管的暗电阻。
- 当我们照射二极管时，反向电流增大。这个关系是线性的。反向电流的大小与入射光能的强度成正比。
- 如果我们继续增加光强，经过一定的反向电流值。电流不会随着光强的增加而进一步增加。我们称这个反向电流的最大值为光电二极管的饱和电流。
光电二极管的应用
光电二极管有许多应用。我们没有讨论所有光电二极管的应用在这篇短文中。这里我们只讨论两种流行的光电二极管的应用。
光电二极管报警电路
因此，我们这样设置光源，光总是落在光电二极管上。只要光击中光电二极管的功能，就会有反向电流通过二极管，作为二极管已在反向偏置条件下连接在报警电路中。如果光源中出现障碍物，光电二极管中的反向电流就会降到暗电流水平。这种电路是这样设计的，当反向电流下降时，警报就会响起。我们可以在门口采用这种布置，防止人们进入。在这种安排下，光束从门口的一边穿过另一边。我们把光电二极管装在光源的另一边。当任何人进入这扇门时，光束就会中断，警报就会响起。
使用光电二极管的计数器电路
当物品的数量通过一个传送带，这些可以很容易地计数使用光电二极管。在这里，我们在传送带的一侧接上一个光源，在传送带的另一侧接上一个光电二极管。光源和光电二极管以这样一种方式安装，使光直接到达光电二极管。当光线照在光电二极管电路中会有反向恢复电流。我们把光电二极管与计数电路连接起来。光束断开，计数器增加1。当一个物品通过光束时，它将打破光束并计数该物品。
