光电二极管
光电二极管
又名：photodiode
光电二极管是一种能够将光根据使用方式，转换成电流或者电压信号的光探测器。
光电二极管与常规的半导体二极管基本相似，只是光电二极管可以直接暴露在光源附近或通过透明小窗、光导纤维封装，来允许光到达这种器件的光敏感区域来检测光信号。许多用来设计光电二极管的二极管使用了一个PIN结，而不是一般的PN结，来增加器件对信号的响应速度。光电二极管常常被设计为工作在反向偏置状态。
工作原理
一个光电二极管的基础结构通常是一个PN结或者PIN结。当一个具有充足能量的光子冲击到二极管上，它将激发一个电子，从而产生自由电子（同时有一个带正电的空穴）。这样的机制也被称作是内光电效应。如果光子的吸收发生在结的耗尽层，则该区域的内电场将会消除其间的屏障，使得空穴能够向着阳极的方向运动，电子向着阴极的方向运动，于是光电流就产生了。实际的光电流是暗电流和光照产生电流的综合，因此暗电流必须被最小化来提高器件对光的灵敏度。
光电压模式
当偏置为0时，光电二极管工作在光电压模式，这是流出光电二极管的电流被抑制，两端电势差积累到一定数值。
光电导模式
当工作在这一模式时，光电二极管常常被反向偏置，急剧的降低了其响应时间，但是噪声不得不增加作为代价。同时，耗尽层的宽度增加，从而降低了结电容，同样使得响应时间减少。反向偏置会造成微量的电流（饱和电流），这一电流与光电流同向。对于指定的光谱分布，光电流与入射光照度之间呈线性比例关系。
尽管这一模式响应速度快，但是它会引发更大的信号噪声。一个良好的PIN二极管的泄漏电流很小（小于1纳安），因此负载电阻的约翰逊&mid dot;奈奎斯特噪声（Johnson–Nyqu ist noise）会造成较大的影响。
其他工作模式
雪崩光电二极管具有和常规光电二极管相似的结构，但是需要高得多的反向偏置电压。这将允许光照产生的载流子通过雪崩击穿大量增加，在光电二极管内部产生内部增益，从而进一步改善器件的响应率。
光电晶体管从根本上来说是一个双极性晶体管被封装在一个透明的箱子里，使得光可以到达其基极、集电极之间的结上。在基极、集电极之间的结上由光子激发的电子被注入到基极，这光电流被晶体管以增益β放大。如果射极没有连接，则光电晶体管就成为了一个光电二极管。光电晶体管的响应时间更长。
材料
用于制作光电二极管的材料对于产品属性至关重要，因为只有具备充足能量光子能够激发电子穿过能隙，从而产生显著的光电流。
下表包括了用于制造光电二极管的常见材料：
由于硅光电二极管具有更大的能隙，因此它在应用过程中产生的信号噪声比锗光电二极管小。
性能参数
光电二极管的一些关键性能参数包括以下几项。
响应率
响应率定义为光电导模式下产生的光电流与突发光照的比例，单位为安培/瓦特（A/W）。响应特性也可以表达为量子效率），即光照产生的载流子数量与突发光照光子数的比例。
暗电流
在光电导模式下，当不接受光照时，通过光电二极管的电流被定义为暗电流。暗电流包括了辐射电流以及半导体结的饱和电流。暗电流必须预先测量，特别是当光电二极管被用作精密的光功率测量时，暗电流产生的误差必须认真考虑并加以校正。
等效噪声功率
等效噪声功率（英语：Noise-equivalent power, NEP）是指能够产生光电流所需的最小光功率，与1赫兹时的噪声功率均方根值相等。与此相关的一个特性被称作是探测能力（detectivity, D），它等于等效噪声功率的倒数。等效噪声功率大约等于光电二极管的最小可探测输入功率。
当光电二极管被用在光通信系统中时，这些参数直接决定了光接收器的灵敏度，即获得指定比特误码率的最小输入功率。
应用
PN结型光电二极管与其他类型的光探测器一样，在诸如光敏电阻、感光耦合元件以及光电倍增管等设备中有着广泛应用。它们能够根据所受光的照度来输出相应的模拟电信号（例如测量仪器）或者在数字电路的不同状态间切换（例如控制开关、数字信号处理）。
光电二极管在消费电子产品，例如CD播放器、烟雾探测器以及控制电视机、空调的红外线遥控设备中也有应用。对于许多应用产品来说，可以使用光电二极管或者其他光导材料。它们都可以被用于测量光，常常工作在照相机的测光器、路灯亮度自动调节等。
所有类型的光传感器都可以用来检测突发的光照，或者探测同一电路系统内部的发光。光电二极管常常和发光器件（通常是发光二极管）被合并在一起组成一个模块，这个模块常被称为光电耦合元件。如果这样就能通过分析接收到光照的情况来分析外部机械元件的运动情况（例如光斩波器）。光电二极管另外一个作用就是在模拟电路以及数字电路之间充当中介，这样两段电路就可以通过光信号耦合起来，这可以提高电路的安全性。
在科学研究和工业中，光电二极管常常被用来精确测量光强，因为它比其他光导材料具有更良好的线性。
在医疗应用设备中，光电二极管也有着广泛的应用，例如X射线计算机断层成像以及脉搏探测器。
PIN结型光电二极管一般不用来测量很低的光强。如果弱光情况下需要高灵敏度探测器，雪崩光电二极管、感光耦合元件或者光电倍增管就能发挥作用，例如天文学、光谱学、夜视设备、激光测距仪等应用产品。
与光电倍增管的比较
比光电倍增管更加优越的特性：
1.更好的线性
2.从190纳米到1100纳米（硅）的响应光谱范围
3.低噪声
4.被加固以适应机械挤压
5.价格低廉
6.结实但自重较轻
7.使用寿命长
8.无需高压电源即可工作
缺点：
1.面积太小
2.没有内部增益（雪崩光电二极管除外，而且即使是雪崩光电二极管，其内部增益也通常只有102–103 ，远低于光电倍增管的108数量级
3.总的来说灵敏度更低
4.只有具有特殊设计的产品才能对光子进行计数
5.许多产品设计的响应时间更慢
光电二极管组
一个由上千个光电二极管组成的一维管组可以用来构成位置传感器、角度传感器。
APD光电二极管特性测试实验
APD光电二极管特性测试实验 一、实验目的 1、学习掌握APD光电二极管的工作原理 2、学习掌握APD光电二极管的基本特性 3、掌握APD光电二极管特性测试方法 4、了解APD光电二极管的基本应用 二、实验内容 1、APD光电二极管暗电流测试实验 2、APD光电二极管光电流测试实验 3、APD光电二极管伏安特性测试实验 4、APD光电二极管雪崩电压测试实验 5、APD光电二极管光电特性测试实验 6、APD光电二极管时间响应特性测试实验 7、APD光电二极管光谱特性测试实验 三、实验仪器 1、光电探测综合实验仪 1个 2、光通路组件 1套 3、光照度计 1台 4、光敏电阻及封装组件 1套 5、2#迭插头对（红色，50cm） 10根 6、2#迭插头对（黑色，50cm） 10根 7、三相电源线 1根 8、实验指导书 1本 9、示波器 1台 四、实验原理 雪崩光电二极管APD—Avalanche Photodiode是具有内部增益的光检测器，它可以用来检测微弱光信号并获得较大的输出光电流。 雪崩光电二极管能够获得内部增益是基于碰撞电离效应。当PN结上加高的反偏压时，耗尽层的电场很强，光生载流子经过时就会被电场加速，当电场强度足够高(约3x105V／cm)时，光生载流子获得很大的动能，它们在高速运动中与半导体晶格碰撞，使晶体中的原子电离，从而激发出新的电子一空穴对，这种现象称为碰撞电离。碰撞电离产生的电子一空穴对在强电场作用下同样又被加速，重复前一过程，这样多次碰撞电离的结果使载流子迅速增加，电流也迅速增大，这个物理过程称为雪崩倍增效应。 图6-1为APD的一种结构。外侧与电极接触的P区和N区都进行了重掺杂，分别以P+和N+表示；在I区和N+区中间是宽度较窄的另一层P区。APD工作在大的反偏压下，当反偏压加大到某一值后，耗尽层从N+-P结区一直扩展(或称拉通)到P+区，包括了中间的P层区和I区。图4的结构为拉通型APD的结构。从图中可以看到，电场在I区分布较弱，而在N+-P区分布较强，碰撞电离区即雪崩区就在N+-P区。尽管I区的电场比N+-P区低得多，但也足够高(可达2x104V／cm)，可以保证载流子达到饱和漂移速度。当入射光照射时，由于雪
(完整word版)1N系列稳压二极管参数及应用
1N系列稳压二极管参数
常用1N系列稳压二极管参数与代换 型号功率(W) 稳压(V) 最大电流(mA) 可代换型号 1N5236/A/B 0。5 7。5 61 2CW105-7。5V，2CW5236 1N5237/A/B 0。5 8。2 55 2CW106-8。2V，2CW5237 1N5238/A/B 0。5 8。7 52 2CW106-8。7V，2CW5238 1N5239/A/B 0。5 9。1 50 2CW107-9。1V，2CW5239 1N5240/A/B 0。5 10 45 2CW108-10V，2CW5240 1N5241/A/B 0。5 11 41 2CW109-11V，2CW5241 1N5242/A/B 0。5 12 38 2CW11O-12V，2CW5242 1N5243/A/B 0。5 13 35 2CW111-13V，2CW5243 1N5244/A/B 0。5 14 32 2CW111-14V，2CW5244 1N5245/A/B 0。5 15 30 2CW112-15V，2CW5245 1N5246/A/B 0。5 16 28 2CW112-16V，2CW5246 1N5247/A/B 0。5 17 27 2CW113-17V，2CW5247 1N5248/A/B 0。5 18 25 2CW113-l8V，2CW5248 1N5249/A/B 0。5 19 24 2CW114-19V，2CW5249 1N5250/A/B 0。5 20 23 2CW114-20V，2CW5250 1N5251/A/B 0。5 22 21 2CW115-22V，2CW5251 1N5252/A/B 0。5 24 19。1 2CW115-24V，2CW5252 1N5253/A/B 0。5 25 18。2 2CW116-25V，2CW5253 1N5254/A/B 0。5 27 16。8 2CW1l7-27V，2CW5254 1N5255/A/B 0。5 28 16。2 2CW118-28V，2CW5255 1N5256/A/B 0。5 30 15。1 2CW119-30V，2CW5256 1N5257/A/B 0。5 33 13。8 2CW120-33V，2CW5257 1N5730 0。4 5。6 65 2CW752 1N5731 0。4 6。2 62 2CW753，RD6。2EB 1N5732 0。4 6。8 58 2CW754，2CW957 1N5733 0。4 7。5 52 2CW755，2CW958
1N系列常用整流二极管的主要参数
1N 系列常用整流二极管的主要参数
反向工作 峰值电压 URM/V 额定正向 整流电流 整流电流 IF/A 正向不重 复浪涌峰 值电流 IFSM/A 正向 压降 UF/V 反向 电流 IR/uA 工作 频率 f/KHZ 外形 封装
型 号
1N4000 1N4001 1N4002 1N4003 1N4004 1N4005 1N4006 1N4007 1N5100 1N5101 1N5102 1N5103 1N5104 1N5105 1N5106 1N5107 1N5108 1N5200 1N5201 1N5202 1N5203 1N5204 1N5205 1N5206 1N5207 1N5208 1N5400 1N5401 1N5402 1N5403 1N5404 1N5405 1N5406 1N5407 1N5408
25 50 100 200 400 600 800 1000 50 100 200 300 400 500 600 800 1000 50 100 200 300 400 500 600 800 1000 50 100 200 300 400 500 600 800 1000
1
30
≤1
＜5
3
DO-41
1．5
75
≤1
＜5
3
DO-15
2
100
≤1
＜10
3
3
150
≤0.8
＜10
3
DO-27
常用二极管参数： 05Z6.2Y 硅稳压二极管 Vz=6~6.35V,Pzm=500mW,
光电二三极管特性测试实验报告分解
光敏二极管特性测试实验 一、实验目的 1.学习光电器件的光电特性、伏安特性的测试方法； 2.掌握光电器件的工作原理、适用范围和应用基础。 二、实验内容 1、光电二极管暗电流测试实验 2、光电二极管光电流测试实验 3、光电二极管伏安特性测试实验 4、光电二极管光电特性测试实验 5、光电二极管时间特性测试实验 6、光电二极管光谱特性测试实验 7、光电三极管光电流测试实验 8、光电三极管伏安特性测试实验 9、光电三极管光电特性测试实验 10、光电三极管时间特性测试实验 11、光电三极管光谱特性测试实验 三、实验仪器 1、光电二三极管综合实验仪 1个 2、光通路组件 1套 3、光照度计 1个 4、电源线 1根 5、2#迭插头对（红色，50cm） 10根 6、2#迭插头对（黑色，50cm） 10根 7、三相电源线 1根 8、实验指导书 1本 四、实验原理 1、概述
随着光电子技术的发发展,光电检测在灵敏度、光谱响应范围及频率我等技术方面要求越来越高，为此，近年来出现了许多性能优良的光伏检测器，如硅锗光电二极管、PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）等。光敏晶体管通常指光电二极管和光电三极管，通常又称光敏二极管和三敏三极管。 光敏二极管的种类很多，就材料来分，有锗、硅制作的光敏二极管，也有III－V族化合物及其他化合物制作的二极管。从结构我来分，有PN结、PIN结、异质结、肖特基势垒及点接触型等。从对光的响应来分，有用于紫外光、红外光等种类。不同种类的光敏二极管，具胡不同的光电特性和检测性能。例如，锗光敏二极管与硅光敏二极管相比，它在红外光区域有很大的灵敏度，如图所示。这是由于锗材料的禁带宽度较硅小，它的本征吸收限处于红外区域，因此在近红外光区域应用；再一方面，锗光敏二极管有较大的电流输出，但它比硅光敏二极管有较大的反向暗电流，因此，它的噪声较大。又如，PIN型或雪崩型光敏二极管与扩散型PN结光敏二极管相比具有很短的时间响应。因此，在使用光敏二极管进要了解其类型及性能是非常重要的。 光敏二极管和光电池一样，其基本结构也是一个PN结。与光电池相比，它的突出特点是结面积小，因此它的频率特性非常好。光生电动势与光电池相同，但输出电流普遍比光电池小，一般为数微安到数十微安。按材料分，光敏二极管有硅、砷化铅光敏二极管等许多种，由于硅材料的暗电流温度系数较小，工艺较成熟，因此在实验际中使用最为广泛。 光敏三极管与光敏二极管的工作原理基本相同，工作原理都是基于内光电效应，和光敏电阻的差别仅在于光线照射在半导体PN结上，PN结参与了光电转换过程。 2、光电二三极管的工作原理 光生伏特效应：光生伏特效应是一种内光电效应。光生伏特效应是光照使不均匀半导体或均匀半导体中光生电子和空穴在空间分开而产生电位差的现象。对于不均匀半导体，由于同质的半导体不同的掺杂形成的PN结、不同质的半导体组成的异质结或金属与半导体接触形成的肖特基势垒都存在内建电场，当光照射这种半导体时，由于半导体对光的吸收而产生了光生电子和空穴，它们在内建电场的作用下就会向相反的方向移动和聚集而产生电位差。这种现象是最重要的一类光生伏特效应。均匀半导体体内没有内建电场，当光照射时，因眼光生载流子浓度梯度不同而引起载流子的扩散运动，且电子和空穴的迁移率不相等，使两种载流
稳压二极管型号对照表(超全)
稳压二极管型号对照表 美标稳压二极管型号 1N4727 3V0 1N4728 3V3 1N4729 3V6 1N4730 3V9 1N4731 4V3 1N4732 4V7 1N4733 5V1 1N4734 5V6 1N4735 6V2 1N4736 6V8 1N4737 7V5 1N4738 8V2 1N4739 9V1 1N4740 10V 1N4741 11V 1N4742 12V 1N4743 13V 1N4744 15V 1N4745 16V 1N4746 18V 1N4747 20V 1N4748 22V 1N4749 24V 1N4750 27V 1N4751 30V 1N4752 33V 1N4753 36V 1N4754 39V 1N4755 43V 1N4756 47V 1N4757 51V 需要规格书请到以下地址下载， https://www.360docs.net/doc/677537582.html,/products/Rectifiers/Diode/Zener/ 经常看到很多板子上有M记的铁壳封装的稳压管，都是以美标的1N系列型号标识的，没有具体的电压值，刚才翻手册查了以下3V至51V的型号与电压的对照值，希望对大家有用
1N4727 3V0 1N4728 3V3 1N4729 3V6 1N4730 3V9 1N4731 4V3 1N4732 4V7 1N4733 5V1 1N4734 5V6 1N4735 6V2 1N4736 6V8 1N4737 7V5 1N4738 8V2 1N4739 9V1 1N4740 10V 1N4741 11V 1N4742 12V 1N4743 13V 1N4744 15V 1N4745 16V 1N4746 18V 1N4747 20V 1N4748 22V 1N4749 24V 1N4750 27V 1N4751 30V 1N4752 33V 1N4753 36V 1N4754 39V 1N4755 43V 1N4756 47V 1N4757 51V DZ是稳压管的电器编号，是和1N4148和相近的，其实1N4148就是一个0.6 V的稳压管，下面是稳压管上的编号对应的稳压值，有些小的稳压管也会在管体上直接标稳压电压，如5V6就是5.6V的稳压管。 1N4728A 3.3 1N4729A 3.6
IN系列常用整流二极管的主要参数
IN系列常用整流二极管的主要参数 型号反向工作峰值 电压URM/V 额定正向整流 电流I F /A 正向不重复浪涌峰 值电流I F SM/A 正向压降 U F /V 反向电流 I R /uA 工作频率 f/KHZ 外形封装 1N4000 25 1 30 ≤1 ＜5 3 DO-41 1N4001 50 1 30 ≤1 ＜5 3 DO-41 1N4002 100 1 30 ≤1 ＜5 3 DO-41 1N4003 200 1 30 ≤1 ＜5 3 DO-41 1N4004 400 1 30 ≤1 ＜5 3 DO-41 1N4005 600 1 30 ≤1 ＜5 3 DO-41 1N4006 800 1 30 ≤1 ＜5 3 DO-15 1N4007 1000 1 30 ≤1 ＜5 3 DO-15 1N5100 50 1．5 75 ≤1 ＜5 3 DO-15 1N5101 100 1．5 75 ≤1 ＜5 3 DO-15 1N5102 200 1．5 75 ≤1 ＜5 3 DO-15 1N5103 300 1．5 75 ≤1 ＜5 3 DO-15 1N5104 400 1．5 75 ≤1 ＜5 3 DO-15 1N5105 500 1．5 75 ≤1 ＜5 3 DO-15 1N5106 600 1．5 75 ≤1 ＜5 3 DO-15 1N5107 800 1．5 75 ≤1 ＜5 3 DO-15 1N5108 1000 1．5 75 ≤1 ＜5 3 DO-15 1N5200 50 2 100 ≤1 ＜10 3 DO-15 1N5201 100 2 100 ≤1 ＜10 3 DO-15 1N5202 200 2 100 ≤1 ＜10 3 DO-15 1N5203 300 2 100 ≤1 ＜10 3 DO-15 1N5204 400 2 100 ≤1 ＜10 3 DO-15 1N5205 500 2 100 ≤1 ＜10 3 DO-15 1N5206 600 2 100 ≤1 ＜10 3 DO-15 1N5207 800 2 100 ≤1 ＜10 3 DO-15 1N5208 1000 2 100 ≤1 ＜10 3 DO-15 1N5400 50 3 150 ≤0.8 ＜10 3 DO-27 1N5401 100 3 150 ≤0.8 ＜10 3 DO-27 1N5402 200 3 150 ≤0.8 ＜10 3 DO-27 1N5403 300 3 150 ≤0.8 ＜10 3 DO-27 1N5404 400 3 150 ≤0.8 ＜10 3 DO-27 1N5405 500 3 150 ≤0.8 ＜10 3 DO-27 1N5406 600 3 150 ≤0.8 ＜10 3 DO-27 1N5407 800 3 150 ≤0.8 ＜10 3 DO-27 1N5408 1000 3 150 ≤0.8 ＜10 3 DO-27
常用二极管型号及参数大全
1.塑封整流二极管 序号型号IF VRRM VF Trr 外形 A V V μs 1 1A1-1A7 1A 50-1000V 1.1 R-1 2 1N4001-1N4007 1A 50-1000V 1.1 DO-41 3 1N5391-1N5399 1.5A 50-1000V 1.1 DO-15 4 2A01-2A07 2A 50-1000V 1.0 DO-15 5 1N5400-1N5408 3A 50-1000V 0.95 DO-201AD 6 6A05-6A10 6A 50-1000V 0.95 R-6 7 TS750-TS758 6A 50-800V 1.25 R-6 8 RL10-RL60 1A-6A 50-1000V 1.0 9 2CZ81-2CZ87 0.05A-3A 50-1000V 1.0 DO-41 10 2CP21-2CP29 0.3A 100-1000V 1.0 DO-41 11 2DZ14-2DZ15 0.5A-1A 200-1000V 1.0 DO-41 12 2DP3-2DP5 0.3A-1A 200-1000V 1.0 DO-41 13 BYW27 1A 200-1300V 1.0 DO-41 14 DR202-DR210 2A 200-1000V 1.0 DO-15 15 BY251-BY254 3A 200-800V 1.1 DO-201AD 16 BY550-200～1000 5A 200-1000V 1.1 R-5 17 PX10A02-PX10A13 10A 200-1300V 1.1 PX 18 PX12A02-PX12A13 12A 200-1300V 1.1 PX 19 PX15A02-PX15A13 15A 200-1300V 1.1 PX 20 ERA15-02～13 1A 200-1300V 1.0 R-1 21 ERB12-02～13 1A 200-1300V 1.0 DO-15 22 ERC05-02～13 1.2A 200-1300V 1.0 DO-15 23 ERC04-02～13 1.5A 200-1300V 1.0 DO-15 24 ERD03-02～13 3A 200-1300V 1.0 DO-201AD 25 EM1-EM2 1A-1.2A 200-1000V 0.97 DO-15 26 RM1Z-RM1C 1A 200-1000V 0.95 DO-15 27 RM2Z-RM2C 1.2A 200-1000V 0.95 DO-15 28 RM11Z-RM11C 1.5A 200-1000V 0.95 DO-15 29 RM3Z-RM3C 2.5A 200-1000V 0.97 DO-201AD 30 RM4Z-RM4C 3A 200-1000V 0.97 DO-201AD 2.快恢复塑封整流二极管 序号型号IF VRRM VF Trr 外形 A V V μs （1）快恢复塑封整流二极管 1 1F1-1F7 1A 50-1000V 1.3 0.15-0.5 R-1 2 FR10-FR60 1A-6A 50-1000V 1. 3 0.15-0.5 3 1N4933-1N4937 1A 50-600V 1.2 0.2 DO-41 4 1N4942-1N4948 1A 200-1000V 1.3 0.15-0. 5 DO-41 5 BA157-BA159 1A 400-1000V 1.3 0.15-0.25 DO-41 6 MR850-MR858 3A 100-800V 1.3 0.2 DO-201AD
实验四 PIN光电二极管特性测试
实验四PIN光电二极管特性测试 一、实验目的 1、学习掌握PIN光电二极管的工作原理 2、学习掌握PIN光电二极管的基本特性 3、掌握PIN光电二极管特性测试的方法 4、了解PIN光电二极管的基本应用 二、实验内容 1、PIN光电二极管暗电流测试实验 2、PIN光电二极管光电流测试实验 3、PIN光电二极管伏安特性测试实验 4、PIN光电二极管光电特性测试实验 5、PIN光电二极管时间响应特性测试实验 6、PIN光电二极管光谱特性测试实验 三、实验器材 1、光电探测综合实验仪1个 2、光通路组件1套 3、光照度计1台 4、PIN 光电二极管及封装组件1套 5、2#迭插头对（红色，50cm）10根 6、2#迭插头对（黑色，50cm）10根 7、三相电源线1根 8、实验指导书1本 9、示波器1台 四、实验原理 光电探测器PIN管的静态特性测量是指PIN光电二极管在无光照时的P-N结正负极、击穿电压、暗电流Id以及在有光照的情况下的输入光功率和输出电流的关系（或者响应度），光谱响应特性的测量。 图5-1 PIN光电二极管的结构和它在反向偏压下的电场分布 图5-1是PIN光电二极管的结构和它在反向偏压下的电场分布。在高掺杂P型和N型半导体之间生长一层本征半导体材料或低掺杂半导体材料，称为I层。在半导体PN结中，掺杂浓度和耗尽层宽度有如下关系： LP/LN=DN/DP
其中：DP和DN 分别为P区和N区的掺杂浓度；LP和LN分别为P区和N区的耗尽层的宽度。在PIN中，如对于P层和I层(低掺杂N型半导体)形成的PN结，由于I层近于本征半导体，有 DN<
光电二极管特性测试及其变换电路
光电二极管特性测试及其变换电路 1实验目的 (1)学习掌握光电二极管的工作原理 (2)学习掌握光电二极管的基本特性 (3)掌握光电二极管特性测试的方法 (4)了解光电二极管的基本应用 2实验内容 (1)光电二极管暗电流测试实验 (2)光电二极管光电流测试实验 (3)光电二极管伏安特性测试实验 (4)光电二极管光电特性测试实验 (5)光电二极管时间特性测试实验 (6)光电二极管光谱特性测试实验 3实验仪器 (1)光电器件实验仪1台 (2)示波器1台 (3)万用表1个 (4)计算机1套 4实验原理 光电二极管又称光敏二极管。制造一般光电二极管的材料几乎全部选用硅或锗的单晶材料。由于硅器件较锗器件暗电流、温度系数都小得多,加之制作硅器件采用的平面工艺使其管芯结构很容易精确控制，因此,硅光电二极管得到了广泛应用。 光电二极管的结构和普通二极管相似，只是它的PN结装在管壳顶部，光线通过透镜制成的窗口，可以集中照射在PN结上，图1（a）是其结构示意图。光敏二极管在电路中通常处于反向偏置状态，如图1（b）所示。
（a）结构示意图（b）基本电路 图1 光电二极管结构图 PN结加反向电压时，反向电流的大小取决于P区和N区中少数载流子的浓度，无光照时P区中少数载流子(电子)和N区中的少数载流子(空穴)都很少，因此反向电流很小。但是当光照射PN结时，只要光子能量hv大于材料的禁带宽度，就会在PN结及其附近产生光生电子—空穴对，从而使P区和N区少数载流子浓度大大增加。这些载流子的数目，对于多数载流子影响不大，但对P区和N 区的少数载流子来说，则会使少数载流子的浓度大大提高，在反向电压（P区接负，N区接正）作用下，反向饱和漏电流大大增加，形成光电流，该光电流随入射光照度的变化而相应变化。光电流通过负载R L时，在电阻两端将得到随人射光变化的电压信号如果入射光的照度改变，光生电子—空穴对的浓度将相应变动，通过外电路的光电流强度也会随之变动，光敏二极管就把光信号转换成了电信号。 5注意事项 1、实验之前，请仔细阅读光电探测综合实验仪说明，弄清实验箱各部分的功能及拨位开关的意义； 2、当电压表和电流表显示为“1＿”是说明超过量程，应更换为合适量程； 3、连线之前保证电源关闭。 4、实验过程中，请勿同时拨开两种或两种以上的光源开关，这样会造成实验所测试的数据不准确。 6实验步骤 6.1光电二极管暗电流测试 实验装置原理框图如图2所示，但是在实际操作过程中，光电二极管和光电三极管的暗电流非常小，只有nA数量级。这样，实验操作过程中，对电流表的要求较高，本实验中，采用电路中串联大电阻的方法，将图2中的RL改为20M，
光电二极管检测电路的组成及工作原理
光电二极管及其相关的前置放大器是基本物理量和电子量之间的桥梁。许多精密应用领域需要检测光亮度并将之转换为有用的数字信号。光检测电路可用于CT扫描仪、血液分析仪、烟雾检测器、位置传感器、红外高温计和色谱分析仪等系统中。在这些电路中,光电二极管产生一个与照明度成比例的微弱电流。而前置放大器将光电二极管传感器的电流输出信号转换为一个可用的电压信号。看起来好象用一个光电二极管、一个放大器和一个电阻便能轻易地实现简单的电流至电压的转换,但这种应用电路却提出了一个问题的多个侧面。为了进一步扩展应用前景,单电源电路还在电路的运行、稳定性及噪声处理方面显示出新的限制。 本文将分析并通过模拟验证这种典型应用电路的稳定性及噪声性能。首先探讨电路工作原理,然后如果读者有机会的话,可以运行一个SPICE模拟程序,它会很形象地说明电路原理。以上两步是完成设计过程的开始。第三步也是最重要的一步（本文未作讨论）是制作实验模拟板。 1 光检测电路的基本组成和工作原理 设计一个精密的光检测电路最常用的方法 是将一个光电二极管跨接在一个CMOS输入 放大器的输入端和反馈环路的电阻之间。这种 方式的单电源电路示于图1中。 在该电路中,光电二极管工作于光致电压 （零偏置）方式。光电二极管上的入射光使之 产生的电流I SC从负极流至正极,如图中所示。由于CMOS放大器反相输入端的输入阻抗非常高,二极管产生的电流将流过反馈电阻R F。输出电压会随着电阻R F两端的压降而变化。 图中的放大系统将电流转换为电压,即 V OUT = I SC×R F（1） 图1 单电源光电二极管检测电路 式（1）中,V OUT是运算放大器输出端的电压,单位为V;I SC是光电二极管产生的电流,单位为A;R F是放大器电路中的反馈电阻,单位为W 。图1中的C RF是电阻R F的寄生电容和电路板的分布电容,且具有一个单极点为1/（2p R F C RF）。 用SPICE可在一定频率范围内模拟从光到电压的转换关系。模拟中可选的变量是放大器的反馈元件R F。用这个模拟程序,激励信号源为I SC,输出端电压为V OUT。 此例中,R F的缺省值为1MW ,C RF为0.5pF。理想的光电二极管模型包括一个二极管和理想的电流源。给出这些值后,传输函数中的极点等于1/（2p R F C RF）,即318.3kHz。改变R F 可在信号频响范围内改变极点。
常用稳压二极管技术参数
型号稳压值(V) 稳定电流 (mA) 功率(mW) 型号稳压值(V) 稳定电流 (mA) 功率(mW) MA1030 3 5 400 MA2180 18 20 1000 MA1033 3.3 5 400 MA2200 20 20 1000 MA1036 3.6 5 400 MA2220 22 10 1000 MA1039 3.9 5 400 MA2240 24 10 1000 MA1043 4.3 5 400 MA2270 27 5 1000 MA1047 4.7 5 400 MA2300 30 5 1000 MA1051 5.1 5 400 MA2330 33 5 1000 MA1056 5.6 5 400 MA2360 36 5 1000 MA1062 6.2 5 400 MA3047 4.7 5 150 MA1068 6.8 5 400 MA3051 5.1 5 150 MA1075 7.5 5 400 MA3056 5.6 5 150 MA1082 8.2 5 400 MA3062 6.2 5 150 MA1091 9.1 5 400 MA3082 8.2 5 150 MA1100 10 5 400 MA3091 9.1 5 150 MA1110 11 5 400 MA3100 10 5 150 MA1114 11.4 10 400 MA3110 11 5 150 MA1120 12 5 400 MA3120 12 5 150 MA1130 13 5 400 MA3130 13 5 150 MA1140 14 5 400 MA3150 15 5 150 MA1150 15 5 400 MA3160 16 5 150 MA1160 16 5 400 MA3180 18 5 150 MA1180 18 5 400 MA3200 20 5 150 MA1200 20 5 400 MA3220 22 5 150 MA1220 22 5 400 MA3240 24 5 150 MA1240 24 5 400 MA3270 27 2 150 MA1270 27 2 400 MA3300 30 2 150 MA1300 30 2 400 MA3330 33 2 150 MA1330 33 2 400 MA3360 36 2 150 MA1360 36 2 400 MA4030 3 5 370 MA2051 5.1 40 1000 MA4033 3.3 5 370 MA2056 5.6 40 1000 MA4036 3.6 5 370 MA2062 6.2 40 1000 MA4039 3.9 5 370 MA2068 6.8 40 1000 MA4043 4.3 5 370 MA2075 7.5 40 1000 MA4047 4.7 5 370 MA2082 8.2 40 1000 MA4051 5.1 5 370 MA2091 9.1 40 1000 MA4056 5.6 5 370 MA2100 10 40 1000 MA4062 6.2 5 370 MA2110 11 5 1000 MA4068 6.8 5 370
二极管的主要参数
二极管的主要参数 正向电流IF：在额定功率下，允许通过二极管的电流值。 正向电压降VF：二极管通过额定正向电流时，在两极间所产生的电压降。 最大整流电流（平均值）IOM：在半波整流连续工作的情况下，允许的最大半波电流的平均值。 反向击穿电压VB：二极管反向电流急剧增大到出现击穿现象时的反向电压值。 正向反向峰值电压VRM：二极管正常工作时所允许的反向电压峰值，通常VRM为VP的三分之二或略小一些。 反向电流IR：在规定的反向电压条件下流过二极管的反向电流值。 结电容C：电容包括电容和扩散电容，在高频场合下使用时，要求结电容小于某一规定数值。最高工作频率FM：二极管具有单向导电性的最高交流信号的频率。 2.常用二极管 （1）整流二极管 将交流电源整流成为直流电流的二极管叫作整流二极管，它是面结合型的功率器件，因结电容大，故工作频率低。 通常，IF在1安以上的二极管采用金属壳封装，以利于散热；IF在1安以下的采用全塑料封装（见图二）由于近代工艺技术不断提高，国外出现了不少较大功率的管子，也采用塑封形式。2.常用二极管 （1）整流二极管 将交流电源整流成为直流电流的二极管叫作整流二极管，它是面结合型的功率器件，因结电容大，故工作频率低。 通常，IF在1安以上的二极管采用金属壳封装，以利于散热；IF在1安以下的采用全塑料封装（见图二）由于近代工艺技术不断提高，国外出现了不少较大功率的管子，也采用塑封形式。 2）检波二极管 检波二极管是用于把迭加在高频载波上的低频信号检出来的器件,它具有较高的检波效率和良好的频率特性。 （3）开关二极管 在脉冲数字电路中，用于接通和关断电路的二极管叫开关二极管，它的特点是反向恢复时间短，能满足高频和超高频应用的需要。 开关二极管有接触型，平面型和扩散台面型几种，一般IF＜500毫安的硅开关二极管，多采用全密封环氧树脂，陶瓷片状封装，如图三所示，引脚较长的一端为正极。 4）稳压二极管 稳压二极管是由硅材料制成的面结合型晶体二极管，它是利用PN结反向击穿时的电压基本上不随电流的变化而变化的特点，来达到稳压的目的，因为它能在电路中起稳压作用，故称为、稳压二极管（简称稳压管）其图形符号见图4 稳压管的伏安特性曲线如图5所示，当反向电压达到Vz时，即使电压有一微小的增加，反向电流亦会猛增（反向击穿曲线很徒直）这时，二极管处于击穿状态，如果把击穿电流限制在一定的范围内，管子就可以长时间在反向击穿状态下稳定工作。
APD光电二极管特性测试实验
APD光电二极管特性测试实验 APD光电二极管特性测试实验 1，实验目的 1，学习掌握APD光电二极管的工作原理2，学习掌握APD光电二极管的基本特性3，掌握APD光电二极管特性测试方法4，了解APD光电二极管的基本应用 2，实验内容有 1，APD光电二极管暗电流测试实验2，APD光电二极管光电流测试实验3，APD光电二极管伏安特性测试实验4，APD光电二极管雪崩电压测试实验5、APD光电二极管光电特性测试实验6、APD光电二极管时间响应特性测试实验7、APD光电二极管光谱特性测试实验 3、实验仪器 1、光电检测综合实验仪器1 2、光路组件1组 3、测光表1组 4、1组5和2#重叠插头对(红色，50厘米)和10组6和2#重叠插头对(黑色，50厘米)10根7相电力电缆，1根8相电源线，1本9实验说明书，1台 4示波器， 雪崩光电二极管APD—雪崩光电二极管是一种具有内部增益的光电探测器，可用于探测微弱的光信号并获得较大的输出光电流。 雪崩光电二极管的内部增益基于碰撞电离效应。当高反向偏置电
压施加到PN结时， 5 耗尽层中的电场非常强，并且光生载流子在通过时将被电场加速。当电场强度足够高(约3x10v/cm)时，光生载流子获得大量动能。它们与半导体晶格高速碰撞，电离晶体中的原子，从而激发新的电子-空穴对。这种现象被称为碰撞电离碰撞电离产生的电子-空穴对也在强电场的作用下加速，并重复前面的过程。由于多次碰撞电离，载流子迅速增加，电流迅速增加。这一物理过程被称为雪崩倍增效应。 ++ 图6-1是APD的结构与电极接触的外侧的P区和N区被重掺杂，分别由P和N + 表示；在I区和n区的中间是另一层宽度较窄的p区APD在大的反向偏置下工作。当反向偏置电压增加到 ++ 到一定值时，耗尽层从N-P结区延伸到P区，包括中间P层区和I + 区图4的结构是直通APD结构从图中可以看出，电场分布在区域一相对较弱，但在区域N-P ++ 相对较强。碰撞电离区，即雪崩区，位于n-p区虽然I区的电场比
光电二极管检测电路的工作原理及设计方案
?光电二极管及其相关的前置放大器是基本物理量和电子量之间的桥梁。许多精密应用领域需要检测光亮度并将之转换为有用的数字信号。光检测电路可用于CT扫描仪、血液分析仪、烟雾检测器、位置传感器、红外高温计和色谱分析仪等系统中。在这些电路中，光电二极管产生一个与照明度成比例的微弱电流。而前置放大器将光电二极管传感器的电流输出信号转换为一个可用的电压信号。看起来好象用一个光电二极管、一个放大器和一个电阻便能轻易地实现简单的电流至电压的转换，但这种应用电路却提出了一个问题的多个侧面。为了进一步扩展应用前景，单电源电路还在电路的运行、稳定性及噪声处理方面显示出新的限制。 本文将分析并通过模拟验证这种典型应用电路的稳定性及噪声性能。首先探讨电路工作原理，然后如果读者有机会的话，可以运行一个SP IC E模拟程序，它会很形象地说明电路原理。以上两步是完成设计过程的开始。第三步也是最重要的一步（本文未作讨论）是制作实验模拟板。 1 光检测电路的基本组成和工作原理 设计一个精密的光检测电路最常用的方法是将一个光电二极管跨接在一个CMOS 输入放大器的输入端和反馈环路的电阻之间。这种方式的单电源电路示于图1中。 在该电路中，光电二极管工作于光致电压（零偏置）方式。光电二极管上的入射光使之产生的电流ISC从负极流至正极，如图中所示。由于CMOS放大器反相输入端的输入阻抗非常高，二极管产生的电流将流过反馈电阻RF。输出电压会随着电阻RF两端的压降而变化。 图中的放大系统将电流转换为电压，即 VOUT = ISC ×RF （1）
图1 单电源光电二极管检测电路 式（1）中，VOUT是运算放大器输出端的电压，单位为V;ISC是光电二极管产生的电流，单位为A;RF是放大器电路中的反馈电阻，单位为W 。图1中的CRF是电阻RF的寄生电容和电路板的分布电容，且具有一个单极点为1/（2p RF CRF）。 用SPICE可在一定频率范围内模拟从光到电压的转换关系。模拟中可选的变量是放大器的反馈元件RF。用这个模拟程序，激励信号源为ISC，输出端电压为VOUT。 此例中，RF的缺省值为1MW ，CRF为0.5pF。理想的光电二极管模型包括一个二极管和理想的电流源。给出这些值后，传输函数中的极点等于1/（2p RFCRF），即318.3kHz。改变RF可在信号频响范围内改变极点。 遗憾的是，如果不考虑稳定性和噪声等问题，这种简单的方案通常是注定要失败的。例如，系统的阶跃响应会产生一个其数量难以接受的振铃输出，更坏的情况是电路可能会产生振荡。如果解决了系统不稳定的问题，输出响应可能仍然会有足够大的“噪声”而得不到可靠的结果。 实现一个稳定的光检测电路从理解电路的变量、分析整个传输函数和设计一个可靠的电路方案开始。设计时首先考虑的是为光电二极管响应选择合适的电阻。第二是分析稳定性。然后应评估系统的稳定性并分析输出噪声，根据每种应用的要求将之调节到适当的水平。 这种电路中有三个设计变量需要考虑分析，它们是：光电二极管、放大器和R//C反馈网络。首先选择光电二极管，虽然它具有良好的光响应特性，但二极管的寄生电容将对电路的噪声增益和稳定性有极大的影响。另外，光电二极管的并联寄生电阻在很宽的温度范围内变化，会在温度极限时导致不稳定和噪声问题。为了保持良好的线性性能及较低的失调误差，运放应该具有一个较小的输入偏置电流（例如CMOS工艺）。此外，输入噪声电压、输入共模电容和差分电容也对系统的稳定性和整体精度产生不利的影响。最后，R//C反馈网络用于建立电路的增益。该网络也会对电路的稳定性和噪声性能产生影响。 2 光检测电路的SPICE模型
常用5W稳压二极管参数
常用5W稳压管参数 二极管 1N5333 5W\3.3V 二极管 1N5333A 5W\3.3V 二极管 1N5333B 5W3.3V 二极管 1N5334 5W\3.6V 二极管 1N5335 5W\3.9V 二极管 1N5336 5W\4.3V 二极管 1N5337 5W\4.7V 二极管 1N5338 5W\5.1V 二极管 1N5339 5W\5.6V 二极管 1N5340 5W\6.0V 二极管 1N5341 5W\6.2V 二极管 1N5342 5W\6.8V 二极管 1N5343 5W\7.5V 二极管 1N5344 5W\8.2V 二极管 1N5345 5W\8.7V 二极管 1N5346 5W\9.1V 二极管 1N5347 5W\10V 二极管 1N5348 5W\11V 二极管 1N5349 5W\12V 二极管 1N5350 5W\13V 1N5351 5W\14V 1N5352 5W\15V 1N5353 5W\16V 1N5354 5W\17V 1N5355 5W\18V 1N5356 5W\19V 1N5357 5W20V 1N5358 5W\22V 1N5359 5W\24V 1N5360 5W\25V 1N5361 5W\27V 1N5362 5W\28V 1N5363 5W\30V 1N5364 5W\33V 1N5365 5W\36V 1N5366 5W\39V 1N5367 5W\43V 1N5368 5W\47V 1N5369 5W\51V
1N5370 5W\56 1N5371 5W\60V 1N5372b 5W\62V 1N5373 5W\68V 1N5374 5W\75V 1N5375 5W\82V 1N5376 5W\87V 1N5377 5W\91V 1N5378 5W\100V 1N5379 5W\110 1N5380 5W\120V 1N5381 5W\130V 1N5382 5W\140V 1N5383 5W\150V 1N5384 5W\160V 1N5385 5W\170V 1N5386 5W\180V 1N5387 5W\190V 1N5388 5W 200V
APD光电二极管的特性测试及应用研究1
四川理工学院毕业设计（论文）APD光电管的特性测试及应用研究 学生：XXX 学号：XXX 专业：物理学 班级：2010.1 指导教师：XXX 四川理工学院理学院 二O 一四年六月
附件1：四川理工学院毕业设计（论文）任务书 四川理工学院 毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目：APD光电管的特性测试及应用研究 系：物理专业：物理学班级: 2010级1班学号： 学生：XXX 指导教师：XXX 接受任务时间2014.01.18 教研室主任（签名）二级学院院长（签名） 1．毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 1) 学习APD光电二极管的工作原理； 2）理解APD光电二极管的各项参数指标并测试各项参数如: 暗电流、伏安特性、雪崩电压、光谱特性等； 3）设计利用APD光电二极管的相关检测电路并实际制作硬件； 4) 撰写毕业论文，参加答辩。 2．指定查阅的主要参考文献及说明 [1]Jerald Graeme. 光电二级管及其放大电路设计[M]. 北京:科学出版社. 2012.8 [2]史玖德. 光电管与光电倍增管[M]. 1981年 [3]黄德修. 半导体光电子学(第二版)[M]. 北京:电子工业出版社, 2013.1. [4]安毓英. 光电子技术[M].北京:电子工业出版社, 2012.12. [5]王庆有. 光电传感器应用技术[M].北京:机械工业出版社,2007.10. [6]其他：可网上搜索查找相关中文和外文文献。 注：本表在学生接受任务时下达
摘要 APD -Avalanche Photodiode称为雪崩光敏二极管，在光电二极管的P-N结上加上反向偏压，则入射的光子被P-N结吸收后就会形成光电流。雪崩光敏二极管广泛应用于电磁兼容测试、生物发光检测、激光成像系统、激光测距、激光雷达、激光陀螺、红外探测、金属矿石选择等领域。本文在分析APD工作原理的基础上，在实验室实际测试了APD光电二极管的暗电流、光电流、伏安特性、雪崩电压、光电特性、光谱特性等。最后设计了一个通过单片机控制并显示的光敏开关电路，在实验室调试成功。 关键词：APD；光电特性测试；半导体；单片机