光电二极管的应用及原理

光电二极管的应用

光电二极管的典型应用包括 CD/DVD 播放器拾音器、电视遥控器和光通信。特别是，具有高光接收灵敏度的PIN结型用于光通信系统，但也广泛用于其他应用。

这是三种光电二极管结构中最常用的类型。它还用于X射线断层扫描机等医疗设备。

光电二极管原理

光电二极管利用一种物理现象，当元件受到光照射时，半导体结中的电子被激发，并且可以通过测量电流来检测光量。

二极管的材质不同，所能检测到的光的波长也不同，所以必须根据波长的用途来选择。所用材料主要有硅、锗、硫化铅等。

1.PN结型

当P型半导体和N型半导体之间的边界处的耗尽层受到光照射时，电子流向N型半导体，随着电子的移动，在P型半导体中产生空穴。在光照射过程中，会发生电子和空穴的流动，电子的流动被检测为电流，但响应速度相当慢。

2.PIN结型

这是光电二极管最常用的结构，因为它具有低背景噪声（也称为暗电流）。P型半导体、I型半导体、N型半导体依次连接。

另一个特点是，通过向I型半导体部分施加反向偏压，激发的电子可以平稳地流向N型半导体，从而提高响应速度。

3.雪崩结型

其特点是P型半导体层从电极位置开始依次分为p+层、p-层、p层。其雪崩（电子雪崩）放大功能使其能够以超高速响应检测极微弱的光。通常使用高电压，缩写为 APD。