光敏二极管与光敏三极管的工作原理、区别、辨别以及应用电路

一、光敏二极管

光敏二极管是一种采用PN结单向导电性能的结型光电器件，也叫光电二极管，能够将光信号变成电信号的探测器件，通过在PN结加上反向电压，在光的照射下反向导通，光敏二极管所用材料一般有硅、锗等。如下图是光敏二极管的外形结构与符号。

光敏二极管一般有ZDU型和ZCU型两种。一般常用的是ZCU型,它是全密封、金属外壳、顶部有玻璃窗口。光敏二极管具有体积小、重量轻、使用寿命长、灵敏度高等特点。

1、光敏二极管主要参数

①最高工作电压Ｕmax：在无光照射时，光敏二极管反向电流不超过0.lμA时，所加的反向最高电压值。

②光电流IL：光敏二极管在受到一定光线照射时，在加有正常反向工作电压时的电流值。

③暗电流ID：在无光照射时，光敏二极管加有正常工作电压时的反向漏电流。

④响应时间Tr:光敏二极管把光信号转换为电信号所需的时间。

⑤光电灵敏度:表示光敏二极管对光的敏感程度。

2、光敏二极管应用

光敏二极管有PN结型、PIN结型、雪崩型以及肖特基结型4种 ，其中应用较多的是用硅材料制成的PN结型光敏二极管。光敏二极管主要用于自动控制。如光耦合、光电读出装置、红外线遥控装置、红外防盗、路灯的自动控制、过程控制、编码器、译码器等。

3、光敏二极管检测

1）光敏二极管引脚的区分通常直接查看光敏二极管的引脚长短即可区分:引脚长的为正极(P极)，引脚短的为负极(N极)

2）对于有色点或管键标识的管子，其靠近标识的一脚为正极，另一脚为负极。

3）用万用表的区别方法是将万用表置于Rx1k挡，用挡板挡住管子的受光窗口，用红、黑表笔对调测出两次阻值，其阻值较大的一次测量中(反向阻值)，红表笔所接的引脚为正极，黑表笔所接的引脚为负极。

二、光敏三极管

光敏三极管的结构与一般晶体三极管相似，其内部有两个PN结,其发射结与光敏二极管一样具有光敏特性，集电结与普通晶体管一徉可以获得电流增益，因此光敏三极管比光敏二极管具有更高的灵敏度.它在把光信号变为电信号的同时.还放大了信号电流、即具有放大作用。光敏三极管所用材料与光敏二极管材料相同,亦有PNP与NPN两种类型。如图是光敏三极管的原理结构图与电路图符号。

1、光敏三极管主要参数

①光电流IL：在规定的光照下，当施加规定的工作电压时，流过光敏三极管的电流，称为光电流IL。若光电流越大，说明光敏三极管的灵敏度越高。

②暗电流ID：在无光照的情况下，集电极与发射极间的电压为规定值时，流过集电极的漏电流，称为光敏三极管的暗电流。

③温度特性：温度对光敏三极管的暗光流ID和光电流IL都会产生影响。

④伏安特性：光敏三极管的伏安特性是指:在给定光照度下，光敏三极管上的电压与光流IL之间的关系。

⑤最高工作电压VCE：在无光照下，集电极电流IC为规定的允许值时，集电极与发射极之间的电压降，称为最高工作电压。

⑥最大功率PM：最大功率是指光敏三极管在规定的条件下，能承受的最大功率。

2、光敏三极管的应用

由于光敏三极管具有电流放大作用，因此广泛应用于亮度测量、测速、光电开关电路、光电隔离场合，例如对于光电耦合器就是利用光敏三极管和发光二极管结合，构成光耦合器，简称光耦。光耦合器以光为媒介传输信号，它对输入、输出的电信号有良好的隔离作用。值得注意：光敏三极管通常基极不引出，但一些光敏三极管的基极有引出，这种一般用于温度补偿和附加控制等场合。

3、光敏三极管测量

一般的，光敏三极管出线较长的脚为e极，短脚为c极。也可以这样测量：把光敏三极管对着自然光或灯光，用红、黑表笔分别接光敏三极管的两根引出线，然后把红、黑表笔对调，再去接触接收管的两个电极，两次测量中阻值小的那次，黑表笔接的就是光敏三极管的“C”极。红表笔接的就是光敏三极管的“E”极。

三、光敏二极管与光敏三极管的区别

1、光敏二极管和光敏三极管都是红外光电器件。前者由一个PN结组成,后者采用半导体制作工艺制成的具有NPN或PNP结构，两者有光照射时,都会产生光电流；

2、光敏二极管引脚分正负，但是光敏三极管一般只有c极和e极，两者外观看起来一样，很难区分，要注意型号；

3、光敏三极管和光敏二极管都能把感受到的光信号变成电信号，但是光敏三极管的基区是接受光的地方,所以基区面积做得比普通三极管要大,它所转换的光电流要比光敏二极管大几十倍甚至几百倍；

4、光敏二极管的光电流小，输出特性线性度好，响应时间快；光敏三极管的光电流大，输出特性线性度较差，响应时间慢。

因此：一般要求灵敏度高，工作频率低的开关电路，选用光敏三极管，而要求光电流与照度成线性关系或要求在高频率下工作时，应采用光敏二极管。

光敏二极管与发光二极管有什么区别

光敏二极管，就是我们通常所说的光电二极管，它是一种能够将光根据人们所要使用的方式，转换成电流或者电压信号的光探测器，简单来说它就是一种探测器。它的管芯通常使用一个具有光敏特征的PN结，PN结对光的变化非常敏感，具有单向导电性，而且当光强不同的时候会自动的改变电学特性，因此，可以利用光照强弱来改变电路中的电流。光敏二极管在使用上除了用做开关的方式之外还有很多其他的功能。今天我们就来了解一下光敏二极管工作原理，看看它是怎么为人们提供便利的。

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光敏二极管简介

相信有很多的读者并不知道光敏二极管是什么物件。通常人们又将光敏二极管叫做光电二极管。它与半导体二极管在结构上是有很多类似的地方，它所使用的管芯是一个具有光敏特征的PN结，这种PN结具有单向导电性，因此它在工作的时候需加上反向电压，这样才更加的有用和安全。没有光照的时候，它有很小的饱和反向漏电流，也就是我们所说的暗电流。当受到光照的时候，里面的饱和反向漏增大，形成光电流，电流的强度随入射光强度的变化而变化。当光线照射到PN结时，可以使PN结中产生电子一空穴对，使少数载流子的密度增加。一般利用光照强弱来改变电路中的电流。

光敏二极管特性

光敏二极管的特性有五个：光谱特性、伏安特性、光照特性、温度特性以及频率响应特性。光敏二极管和普通二极管相似，都对电流有放大的作用，不同的是它的集电极电流不只是受基极电路和电流控制，它还要受光辐射的控制。一般情况下基极不引出，但有些的基极有引出，引出的基极有温度补偿和附加控制等作用。当具有光敏特性的PN结受到光辐射时，就会形成光电流，产生的光生电流由基极进入到发射极，进而在集电极回路中得到一个放大了的信号电流。用不同材料制作而成的光敏极管具有不同的光谱特性。

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光敏二极管工作原理

了解了光敏二极管是什么物件，我们来看看它的工作原理是什么吧。光敏二极管其实是一种将光信号变成电信号的半导体器件。PN结是它的核心部分，在结构上和普通二极管是不同的，为了方便接受更多的入射光照，人们通常将PN结面积尽量做的大一些，电极面积尽量做的小一些，一般来说PN结的结深很浅，通常小于1微米。它是在反向电压作用之下进行工作的。当没有光照的时候，反向电流就很小，就是我们所说的暗电流。当有光照的时候，携带能量的光子进入PN结后，会把能量传给束缚电子，使部分电子挣脱共价键，产生电子-空穴对，称为光生载流子。

我们继续来看光敏二极管的工作原理。在电子电路采用的光敏器件中光敏二极管、光敏三极管得到了广泛的运用。具有一个PN结是光敏二极管和普通二极管一样的地方，在光敏二极管的外壳上有一个透明的窗口用来接收光线照射，从而实现光电转换，是它与普通二极管不同的地方。而光敏三极管不仅具有光电转换的功能，还具有放大功能，在电路图中文字符号一般为VT。因为光敏三极管输入信号为光信号，所以只有集电极和发射极两个引脚线。光敏三极管外壳也有一个透明窗口，用来接收光线照射，这一点和光敏二极管一样。

光敏二极管与发光二极管有什么区别

光敏二极管是利用硅PN接受光照后产生光电流的一种光电器件。光敏二极管的电路符号、外形见图1所示。其封装有金封和塑封两种（即圆柱形和扁方形）。有的光敏二极管为了提高其稳定性，还外加了一个屏蔽接地脚，外形似光敏三极管。光敏二极管工作于反向偏压，其光谱响应特性主要由半导体材料中所掺的杂质浓度所决定。同一型号的光敏二极管在一定的反偏电压、相同强度和不同波长的入射光照射下，产生的光电流并不相同，但有一最大值。不同型号的光敏二极管在同一反偏电压、同一强度的入射光照射下，所产生的光电流最大值也不相同，且光电流最大值所对应的入射光的波长也不相同。图2的曲线①、②分别是光敏二极管NDL3200、NDL5800C的光谱响应特性曲线。由图可看出，它们的光电流的最大值分别在可见光区和红外线区，其中二极管NDL3200的光谱响应值最大。

发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。

它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。

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