出电压U是反向的。因为iφ =S,由图(c)可知，
uL= iφ RL= S RL
光敏二极管
1.光电路灯控制电路
• 从图可知，在无光射时， 光敏二极管（反向）截 止，电阻R1上的压降VA 很小，则晶体管T1截止， T2截止，继电器J不动 作，路灯保持亮。有光 照射时，光敏管产生光 电流IL，R1电压下降， VA上升，光强达到某一 值时T1导通，T2导通， J动作常闭端打开，使 路灯灭。即白天灯灭， 晚上灯亮，起到了自动 控制的作用。
图为锗光敏二极管的光谱响应曲线，从图中可以看出 它的光谱响应长波限、短波限以及峰值响应波长。
光敏二极管
3. 伏安特性
光敏二极管的伏安特性的环境条件：环境照度不 变。在无偏压时，光敏二极管仍有光电流输出。 （光电效应性质）。
光敏二极管
4. 温度特性
图为光敏二极管在电压不变（50 伏）和照度不变的情况下，其光 电流I随温度T的变化。
将N层做成轻掺杂，使耗尽区变宽或变厚。这种掺杂很轻的N层,称作本 征I层；另外，为了制成低电阻的接触，在I 层的两端再做成重掺杂的P层和N层，并且 它们的宽度很窄，或厚度很薄。 这种管子的最大特点是频带宽、线性输出 范围宽。缺点是输出电流小，一般多为零 点几微安至数微安。
光敏二极管
五．APD
PIN管的缺点： ①耗尽区加宽但反向偏压又不能很高，故载流子的漂移时间要拉长 ②其光电流很微弱，使用时要多次放大，这要引进放大器的噪声 因此为了克服PIN管的缺点，首先使光电流在内部先进行放大。
光敏二极管
2.光强测量电路
• 图由稳压管、光敏二极管和电桥组成的测量电路。无光照 时，VA很大，FET导通，调整RW，使电桥平衡，即指针 为0。有光照时，光敏管产生IL，A点电位VA下降，R2上 电流下降，VB减小；光照不同，IL不同，VA不同，R2上 压降不同，光强可以通过电流计读数显示出来。
光敏二极管
便携式照度计电路
便携式照度计电路如图2.8所示。其中，光电传感器TFA1001W 是将光敏二极管与放大器Rf集成在一起，使输出为线性，灵 敏度为5μ A/lx。此电路采用9V电池供电，接200Ω 负载电阻， 可获得的输出电压为17 S1—TFA1001W光电集成传感器灵敏度； Φ —光照灵敏度。
U 0 S1 RL
通状态。
光敏二极管
光 ＋ N P －
图 8-7 光敏二极管结构简图和符号
光敏二极管
•处于反向偏置状态， •无光照，其反向电阻很大，反向电流（暗电流）很小。 •有光照，PN结－＞电子-空穴对，参与导电（反向电压作用）， 大得多的反向电流（光电流）。光电流与光照强度成正比。 •外电路接上负载，便可获得随光照强弱变化的电信号。
光敏二极管
RL
E
图 8-8 光敏二极管接线图
光敏二极管
光敏二极管
2 光敏二极管的基本特性
• • • • • • 光照特性 光谱特性 伏安特性 光照特性 温度特性 响应特性
光敏二极管
1、光照特性
图为硅光敏二极管的光电流I与照度L的特性曲线。从 图中可以看出其光照特性线性较好。
光敏二极管
2、光谱特性
光敏二极管
5. 暗电流
图中曲线1和2分别为锗和硅光敏二极管的暗电流随温度变化的 曲线。硅器件的暗电流及其温度系数都比锗器件要小，因此对 锗器件要适当的温度补偿。
光敏二极管
6.频率特性
光敏二极管的频率特性较好。主要决定于光生载流子的渡越 时间、负载电阻和结电容的乘积。 其频率响应可以近似的用图所示的交流等效电路来计算
光敏二极管
四．PIN管（快速光敏二极管）
光敏二极管中PN结光生电流主要由耗尽层电子空穴在外加电场与内 电场的作用下的漂移运动形成的。因电场主要分布在耗尽区，所以 耗尽区的载流子漂移运动速度很快，而在扩散区，由于场的分布为 零，因此载流子的扩散运动速度很慢。这就影响了光电检测器件的 响应速度的提高。
RL
IP
Cj
RL
对于调制频率 =2 f 的入射光，输出电压Vo可表示为：
Vo= I P· RL [1+(CjRL)2]1/2
= Cj RL
可以计算出光敏二极管的上限频率：
光敏二极管
频率特性： • 负载电阻越大，频率响应越差 • 入射波长越长，频率响应越差
光敏二极管
三．电路
图是光敏二极管的输出电路和等效电路。图(a)和图(b)的差别是输
APD的工作原理：在加很高的反向偏压 后，P-N结内形成了很强的电场区。光 照后初始载流子在强电场下获得很大的动 能，因此在其高速运动过程中要与晶体中 的晶格发生碰撞作用，于是产生新的电子空穴对。经过多次碰撞电离后，便使载流 子迅速增加，从而反向电流也迅速增大形 成雪崩倍增效应。
光敏二极管 3.4.1 光敏二极。它装在透明玻璃外壳
中，其PN结装在管的顶部，可以直接受到光照射（见图8-7）。 光敏二极管在电路中一般是处于反向工作状态（见图8-8），在 没有光照射时，反向电阻很大，反向电流很小，这反向电流称 为暗电流，当光照射在PN结上，光子打在PN结附近，使PN结附 近产生光生电子和光生空穴对，它们在PN结处的内电场作用下 作定向运动，形成光电流。光的照度越大，光电流越大。因此 光敏二极管在不受光照射时处于截止状态，受光照射时处于导