低速光电传感器

时间:2024年04月20日 来源:

发光二极管是一种常用的发光设备,通过电子和穴位复合释放能量,广泛应用于照明领域。发光二极管可以有效地将电能转化为光能,广泛应用于照明、平板显示、医疗设备等现代社会。发光二极管也由普通二极管组成,具有单向导电性。当向发光二极管添加正电压时,从P区注入N区的孔和从N区注入P区的电子,在PN结附近的几微米内与N区的电子和P区的孔复合,产生自发辐射的荧光。电子和孔在不同的半导体材料中处于不同的能量状态。当电子和孔复合时,释放的能量越多,光的波长就越短。常用的二极管是红光、绿光或黄光。发光二极管的反向电压大于5伏。其正伏安特性曲线非常陡,必须串联限流控制通过二极管。深圳实时光电生产厂家推荐成都意科科技有限责任公司。低速光电传感器

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发光二极管的部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片,在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层,称为PN结。在些半导体材料的PN结中,注入的少数载流子和多数载流子以光的形式释放多余的能量,从而直接将电能转化为光能。PN结加反向电压,少数载流子难以注入,因此不发光。当它处于正工作状态(即两端加正电压),电流从阳极流向阴极时,半导体发出从紫外线到其他不同颜色的光,光的强度与电流有关。发光二极管与光电二极管的区别普通二极管在反向电压作用下处于截止状态,只能流过微弱的反向电流。光电二极管在设计和生产过程中应尽量使PN结面积相对较大,以便接收收入射光。光电二极管在反向电压下工作。当没有光时,反向电流非常微弱,称为暗电流;当有光时,反向电流迅速增加到几十个微安,称为光电流。光的强度越大,反向电流就越大。光的变化会导致光电二极管的电流变化,从而将光信号转换为电信号,成为光电传感器。索雷博光电科技多功能光电生产厂家推荐成都意科科技有限责任公司。

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光电二极管可以在两种非常不同的模式下工作。光伏模式:像太阳能电池一样,被照亮的光电二极管产生一个可以测量的电压。然而,该电压对光功率的依赖性是非线性,而且动态范围相当小。另外,也没有达到速度。光导模式:在这里,对二极管施加反向电压(即在没有入射光线的情况下二极管不导电的方向施加电压),并测量由此产生的光电流。该反向偏置模式的简单解决方案是基于一个电压源和一个负载电阻。光电流对光功率的依赖性在光功率的六个或更多数量级上可以是非常线性的,例如,对于活性面积为几平方毫米的硅p-i-n光电二极管来说,其范围从几纳瓦到几十毫瓦。反向电压的大小对光电流几乎没有影响,而对暗电流(通常很小)(在没有光的情况下获得)有一些影响。较高的反向电压往往会使反应更快,但也会增加器件的加热,这对高光电流来说是个问题。

雪崩光电二极管操作可以完全在耗尽模式下完成。但是,除了线性雪崩模式之外,它们还可以在盖革模式下工作。在这种工作模式下,光电二极管可以在上述击穿电压下工作。目前正在推出另一种模式,即“亚盖革模式”。在光纤通信(OFC)系统中,雪崩光电二极管通常用于弱信号的识别,但电路需要进行足够的优化以实现高信噪比(S/N)。这里,SNR是为了获得完美的信噪比,量子效率应该很高,因为这个值几乎是最大值,所以大部分信号都被注意到了。雪崩光电二极管是高度灵敏、基于高速的二极管,它通过施加反向电压来工作的内部增益方法。与PIN型光电二极管相比,这些二极管测量低范围光,因此用于需要高灵敏度不同的应用中,如光距离测量和远距离光通信。西安纳秒光电生产厂家推荐成都意科科技有限责任公司。

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为了在千兆赫兹区域获得特别高的检测带宽,需要使用先进的光电二极管设计。例如,一些器件在薄的吸收部分周围包含一个光学谐振器。通过这种方式,人们可以实现有效的吸收,从而获得高的量子效率,尽管本征区的厚度相当小,这是为减少漂移时间所选择的。所谓的波导光电二极管包含一个光波导,它将光沿着其路径限制在吸收区。然后,该区域可以再次非常薄,尽管如此,人们可以在很短的长度内获得有效的吸收。通过限度地减少有源区的长度,我们也可以限度地减少电容量,并达到一个非常高的带宽。在某些情况下,电极结构被制作成形成一个电波导,其中电波可以与光波导中的光波平行传播。这种行波光电二极管的带宽可以达到远远超过100GHz。广州IV光电生产厂家推荐成都意科科技有限责任公司。绵阳索雷博光电采集卡

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与其他光电二极管相比,雪崩光电二极管在高反向偏置条件下工作。因此,通过光撞击或光子形成的电荷载流子使雪崩倍增。雪崩作用可使光电二极管的增益提高数倍,以提供高灵敏度范围。雪崩击穿主要发生在光电二极管承受最大反向电压时,该电压增强了耗尽层之外的电场。当入射光穿透p+区域时,它会在电阻极大的p区域内被吸收,然后生成电子-空穴对。只要存在高电场,电荷载流子包括其饱和速度就会漂移到pn+区域。当速度高时,载流子将通过其他原子碰撞并产生新的电子-空穴对,巨大的电荷载流子对将导致高光电流。低速光电传感器

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