光敏二极管(红外接收管)的结构原理

发表时间:2017-01-10 所属分类:东颖动态 浏览次数:768

在半导体中只有导带中的电子和价带中的空穴 才能起导电作用。而用光照射半导体时,可用光子的能量激发价带中的屯子到导带上去,产生导带中的非平衡电子和价带中同样数量的非平衡空穴,它们对导电均有贡献,因此,用光照射半导体,可使半导体电阻率发生变化。这就是半导体的光电效应, 利用半导体的光电效应可以制成光电二极管(红外接收管、光敏二极管)。
一个加有反向电压(N区接正电源,P区接负电源)的PN结和它的能带图.在无光照射时,PN结中的反向电流是由P区的少数载流子电子流向N区和N区的空穴(也是少数载流于)流向P区形成的。由于是少数载流子导电,因此反向电流很小,一般小于1uA
当有光照射在PN结上时,情况就不同了。若入射光子的能量大于或等于半导体材料的禁带宽度,那么价带中的电子可以吸收光子的能量而跳到导带上去,结果在导带与价带之间就产生了电子——空穴对,这些电子——空穴对是在PN结内产生的,在外加反向电压的作用下,电子漂向N区,空穴漂向P区,结果生成光生电流。光生电流基本上与入射光强成正比。这是光敏二极管的工作原理。
不同的半导体材料对不同波长的入射光的响应是不同的。 为了使电子从价带激发到导带,入射光子的能量应大于材料的禁带宽度,即入射光波波长应小于
硅材料的禁带宽度EG=1.15eV,对应的=1.1um,即只有波长小于l.lum的光才能有显著的光敏作用。
光电二极管有顶面受光和测面受光两种形式。它也是采用塑料、玻璃、环氧树脂等透光材料封装。
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