如何用LED制作光敏二极管

光敏二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。它的核心部分也是一个PN结，和普通二极管相比，在结构上不同的是，为了便于接受入射光照，PN 结面积尽量做的大一些，电极面积尽量小些，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。光敏二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时，反向电流很小（一般小于0.1微安），称为暗电流。当有光照时，携带能量的光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子---空穴对，称为光生载流子。它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。光敏二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。

光敏二极管的用途非常广：接收红外线（往往与红外发射二极管配套使用），一般用在自动控制领域及定位领域较多，比如说光电开关，红外触摸屏，智能家电等；接收环境光，一般是光控开关及自动调节等功能，如光控灯、光控玩具及数码相机，LCD背光等等智能领域。

下面介绍一个用LED制作光敏二极管的电路。

①

图1中的简单电路采用一只3.6V镍镉可充电电池供电，它能用一只LED 探测光亮。电路实际上不消耗静态功耗。两只LED作为光敏二极管，用于探测和响应环境光。上方的小型透明红色LED包有一个黑套管，当有环境光时，它的有效电阻高于下方的绿色大LED。NAND门输入端上的电压降小于逻辑1的阈值电压，因此NAND门的输出端为低。当环境光熄灭时，反偏绿色LED上的电压降增加，使NAND门的输出变为高。

这种类型的光探测器有很高的功率效率，最适合于电池应用。可以用NAND 门的逻辑输出，驱动一只LED或一个继电器驱动器，或者可以将其连接到一个微控制器上。

放置电路时，要让绿色传感LED能接收到足够的光线。这样可避免在节点上累积任何可能接近NAND门阈值的电压。NAND门的功耗在阈值电压处上升很快。当门的输入电压处于逻辑状态的确定限度内时，其功耗非常低。

LED显示屏验收标准

LED显示屏验收标准 1 范围本标准规定了LED显示屏的定义、分类、技术要求、检验方法、检验规则以及标志包装运输贮存要求。本标准适用于LED显示屏产品。它是LED显示屏产品设计、制造、安装、使用、质量检验和制订各种技术标准、技术文件的主要技术依据。 2 引用标准下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB191-90 包装储运图示标志 GB2423.1-89 电工电子产品基本环境试验规程试验A：低温试验方法 GB2423.2-89 电工电子产品基本环境试验规程试验B：高温试验方法 GB2423.3-89 电工电子产品基本环境试验规程试验Ca恒定湿热试验方法 GB4943-95 信息技术设备（包括电气事务设备）的安全 GB6388-86 运输包装收发货标志 GB6587.4-86 电子测量仪器振动试验 GB6587.6-86 电子测量仪器运输试验 GB6593-86 电子测量仪器质量检验规则 GB9813-88 微型数字电子计算机通用技术条件 GB11463-89 电子测量仪器可靠性试验 SJ/T10463-93 电子测量仪器包装、标志、贮存要求 3 定义

本标准采用下列缩略语和定义： 3.1 LED发光二极管 ligth emitting diode LED发光二极管的英文缩写 3.2 LED显示屏 LED panel 通过一定的控制方式,用于显示文字、文本、图形、图像、动画、行情等各种信息以及电视、录像信号并由LED器件阵列组成的显示屏幕。 3.3 显示单元 display unit 由电路及安装结构确定的并具有显示功能的组成LED显示屏的最小单元。 3.4 致命不合格 gKe.C" QI critical defect 对使用、维护产品或与此有关的人员可能造成危害或不安全状况的不合格，或单位产品的重要特性不符合规定或单位产品的质量特性严重不符合规定。 3.5失控点 out-of-control point 发光状态与控制要求的显示状态不相符并呈离散颁的LED基本发光点。 3.6伪彩色LED显示屏pseudo-color LED panel在LED显示屏的不同区域安装不同颜色的单基色LED器件构成的LED显示屏。 3.7 全彩色LED显示屏 all-color LED panel 由红、绿、蓝三基色LED器件组成并可调出多种色彩的LED显示屏。 4 分类 LED显示屏可依据下列条件分类： 4.1 使用环境 LED显示屏按使用环境分为室内LED显示屏和室外LED显示屏。 4.2 显示颜色 LED显示屏按显示颜色分为单基色LED显示屏（含伪彩色LED显示屏），双基色LED显

2 光电二级管特性

课程设计任务书课程设计任务书

目录：实验目的 (1) 实验内容 (1) 实验仪器 (1) 实验原理 (1) 注意事项 (4) 实验步骤 (5) 实验结果 (12) 实验总结 (15) 参考文献 (15)

光电二极管特性测试实验一、实验目的 1、学习光电二极管的基本工作原理； 2、掌握光电二极管的基本特性参数及其测量方法，并完成对其光照灵敏度、伏安特性、时间响应特性和光谱响应特性的测量； 3、通过学习，能够对其他光伏器件有所了解。二、实验内容 1、光电二极管暗电流测试实验 2、光电二极管伏安特性测试实验 3、光电二极管光照特性测试实验 4、光电二极管时间特性测试实验 5、光电二极管光谱特性测试实验三、实验仪器 1、光电二极管综合实验仪 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，

光敏二极管的检测方法

1．电阻测量法用黑纸或黑布遮住光敏二极管的光信号接收窗口，然后用万用表R×1k档测量光敏二极管的正、反向电阻值。正常时，正向电阻值在10~20kΩ之间，反向电阻值为∞（无穷大）。若测得正、反向电阻值均很小或均为无穷大，则是该光敏二极管漏电或开路损坏。再去掉黑纸或黑布，使光敏二极管的光信号接收窗口对准光源，然后观察其正、反向电阻值的变化。正常时，正、反向电阻值均应变小，阻值变化越大，说明该光敏二极管的灵敏度越高。 2．电压测量法将万用表置于1V直流电压档，黑表笔接光敏二极管的负极，红表笔接光敏二极管的正极、将光敏二极管的光信号接收窗口对准光源。正常时应有0.2~0.4V电压（其电压与光照强度成正比）。 3．电流测量法将万用表置于50μA或500μA电流档，红表笔接正极，黑表笔接负极，正常的光敏二极管在白炽灯光下，随着光照强度的增加，其电流从几微安增大至几百微安。 1．光敏二极管的简易判别方法（1）电阻测量法用万用表1k档，测正向电阻约10kΩ左右。在无光照情况下，反向电阻应为∞，反向电阻不是∞，说明漏电流大；有光照时，反向电阻应随光照增强而减小，阻值小至几kΩ或1kΩ以下。（2）电压测量法用万用表1V档（无1V档可用1．5V或3V档），红表笔接光敏二极管的“十”极，黑表笔接“-”极，在光照情况下，其电压应与光照度成比例，一般可达0．2～0．4V。（3）短路电流测量法用万用表50mA或500mA电流档，红表笔接光敏二极管的“十”极，黑表笔接“-”极，在白炽灯下（不能用日光灯），应随光照的增强，其电流随之增加。短路电流，可达数十mA～数百mA。光敏二极管的主要特性参数 ①最高反向工作电压VRM:是指光敏二极管在无光照的条件下，反向漏电流不大于0.1μA时所能承受的最高反向电压值。 ②暗电流ID:是指光敏二极管在无光照及最高反向工作电压条件下的漏电流。暗电流越小，光

PIN光电二极管

PIN光电二极管 1. 工作原理在上述的光电二极管的PN结中间掺入一层浓度很低的N型半导体，就可以增大耗尽区的宽度，达到减小扩散运动的影响，提高响应速度的目的。由于这一掺入层的掺杂浓度低，近乎本征（Intrinsic）半导体，故称I层，因此这种结构成为PIN光电二极管。I层较厚，几乎占据了整个耗尽区。绝大部分的入射光在I层内被吸收并产生大量的电子-空穴对。在I层两侧是掺杂浓度很高的P型和N型半导体，P层和N层很薄，吸收入射光的比例很小。因而光产生电流中漂移分量占了主导地位，这就大大加快了响应速度。通过插入I层，增大耗尽区宽度达到了减小扩散分量的目的，但是过大的耗尽区宽度将延长光生载流子在耗尽区内的漂移时间，反而导致响应变慢，因此耗尽区宽度要合理选择。通过控制耗尽区的宽度可以改变PIN观点二极管的响应速度。 2. PIN光电二极管的主要特性 (1) 截止波长和吸收系数只有入射光子的能量 PIN型光电二极管也称PIN结二极管、PIN二极管，在两种半导体之间的PN结，或者半导体与金属之间的结的邻近区域，在P区与N区之间生成I型层，吸收光辐射而产生光电流的一种光检测器。具有结电容小、渡越时间短、灵敏度高等优点。目录 PIN型光电二极管的结构 PIN结的导电特性 PIN型光电二极管的主要参数 PIN型光电二极管的典型应用

PIN型光电二极管的结构 pin结二极管的基本结构有两种，即平面的结构和台面的结构，如图1所示。对于Si-pin133结二极管，其中i型层的载流子浓度很低（约为10cm数量级）电阻率很高、（约为k-cm数量级），厚度W一般较厚（在10～200m 之间）；i型层两边的p型和n型半导体的掺杂浓度通常很高（即为重掺杂）。平面结构和台面结构的i型层都可以采用外延技术来制作，高掺杂的p+层可以采用热扩散或者离子注入技术来获得。平面结构二极管可以方便地采用常规的平面工艺来制作。而台面结构二极管还需要进行台面制作（通过腐蚀或者挖槽来实现）。台面结构的优点是：①去掉了平面结的弯曲部分，改善了表面击穿电压；②减小了边缘电容和电感，有利于提高工作频率。 PIN结的导电特性 pin 结就是在 pin 结的空间电荷区分别在 i 型层两边的界面处，而整个的 i 型层中没有空间电荷，但是存在由两边的空间电荷所产生出来的电场——内建电场，所以 pin 结的势垒区就是整个的 i 型层。 ①基本概念：众所周知，一般 p-n 结的导电（较大的正向电流以及很小的反向电流）主要是由于少数载流子在势垒区以外的两边扩散区中进行扩散所造成的；扩散区是不存在电场的电中性区。在此实际上也就暗示着载流子渡越势垒区的速度很快，即忽略了存在强电场的势垒区的阻挡作用；当然，这种处理也只有在势垒区较薄（小于载流子的平均自由程）时才是允许的。而对于势垒区厚度较大（≈载流子平均自由程）的p-n 结，则就需要考虑载流子在渡越势垒区的过程中所造成的影响，这种影响主要就是将增加一定的产生-复合电流。

光电子技术课程设计-2014

《光电子技术》课程设计指导书

湖北汽车工业学院理学部光信息教研室 2009年5月

设计一、红外报警器一、概述红外报警器是利用在红外波段的光电探测器制作的一种光电探测系统，它可以代替人看守或监视一定范围的场所，当有人或异物进入时，可发出声、光或以其它方式进行报警，告诉它的主人出现了意外情况，以便采取应急措施。常用的红外报警器，按其工作方式可分为主动式和被动式两种。驱动电路红外发射光源红外探测器及偏置放大及处理报警电路发射部分接收部分图1-1 主动式红外报警器的原理框图图1-1是主动式红外报警器的原理框图。由红外光源发出的红外辐射被红外探测器接收，红外辐射信号变为电信号，经信号放大和处理电路后送报警电路。这种报警器实际上分成发送和接收两部分，分开放置。当没有人和物进入这两部分之间时，红外辐射没有被阻断，报警器处于一种状态，不报警；当有人或物进入这两部分之间时，红外辐射被阻挡，报警器立即翻转到另一种状态，即可发出报警信号。报警电路放大及处理红外探测器及偏置图1-2 被动式红外报警器的原理框图

被动式红外报警器的原理框图如图1-2所示，这种报警器实际上只有接收部分，当有人和物进入其监视范围内时，人或物体发出的红外辐射被相应的红外探测器接收后，经过信号放大和处理，就会发出报警。因此，在设计和选用红外报警器时，必须根据不同的应用场合，作出合理的选择。这种选择是多种因素综合考虑的结果，答案不是唯一的。二、设计任务设计一个主动式红外报警器，要求： 1、发射部分与接收部分之间距离为1米，当有人或物进入两者之间时，红外报警器发出报警信号（LED闪烁）； 2、使用交流市电，但在停电时，报警器应能正常工作，即应有备用电源； 3、设计方案经济、实用、可靠。三、设计步骤 1、查阅资料，进行调查。 2、复习有关课程内容，如光电子技术、电子技术基础等。 3、选择红外发光元件及接收元件。 4、设计发射部分电路。 5、设计接收部分电路。 6、在面包板上进行安装调试，应根据电路原理图画出元件布线图，再按图施工。 7、测试关键节点的电压波形，并作记录。四、设计示例框图要设计一个主动红外报警器，必须选择合适的红外发射二极管和光电二极管（或光电三极管），主要是使它们的发光波段与接收波段能够相互对应。首先查阅光电器件手册，经多种因素考虑选择红外发射二极管SE301A，其发光波段在940nm附近，相应的接收器件选择PH302，其光谱响应曲线的峰值也在940nm附近，这样，发射与接收的光波是相对应的。

LED灯检验规范

LED灯检验规范一.外观检验 1.检查LED的两端点（两脚）及灯丝是否发黑发黄﹑氧化﹑氧化程度，尺寸规格是否与样品或技术文件符合要求。 2. 数量与包装是否符合要求，是否有出厂合格证明。二.功能检验（LED直插灯此项可省略） 1.准备好电烙铁﹑万用表﹑温度计 2.把电烙铁温度调到300±5°度（注：用温度计测量——要求是电烙铁实际温度而不是电烙铁刻度表上的温度） 3.用万用表正极表笔与负极表笔分别接LED灯的正极端与负极端，目测灯的亮度与颜色。颜色是否与名牌上的标识颜色一致，亮度是否正常。 4.用电烙铁嘴（烙铁嘴不能带锡）去烫LED灯的正极端与负极端（注：烫的总时间控制在5±1秒内）。 5.用万用表正极表笔与负极表笔分别接LED灯的正极端与负极端，检查LED 是否能正常发光及目测灯的亮度与颜色，对比之前所测出的亮度与颜色是否有区别。（注：如果灯不亮或灯的颜色与亮度有区别，说明此LED灯耐高温不合格）。三.参数测试 1.用LED光电参数测试仪测量LED灯的各项参数。如亮度﹑电压﹑电流等。用卡尺测量LED灯的规格尺寸。 2.测试仪的使用操作如下几个步骤：

2.1、接上对应插座，打开电源预热5分钟； 2.2、选LED（或光通量）测头，并接好； 2.3、工作电流设定： “正向/反向”键置“正向”，LED插座上插入LED，电流选择键置“IF1”或“IF2”，并调节对应的调节旋钮，确定要求的正向工作电流IF1或IF2，一般选10mA或20mA； 2.4、反向电压设置，“正向/反向”键置“反向”，中窗显示的即为反向电压VR，调节VR使显示值为要求值，如VR= －10V，去掉LED，对IR进行调零。 2.5、LED光强测量：（选光强测头）（1）“Φ/Iv”键置“IV”，并对IV进行调零；（2）插入LED，“正向/反向”键置“正向”，LED亮（若不亮，将LED管脚换个位置）。这时右窗显示出电流值；（3）中窗显示的即为该LED的正向压降值；（4）左窗显示的即为该LED的光强值（×量程）；（5）转动角度架，可得要求角度下的光强值IV；找到一个最大光强IM，再向左转动角度架，找到半强度0.5IM所对应的角度θ1，再向右转动角度架，找到另一个半强度0.5IM所对应的角度θ2，θ1+θ2即为该LED的角度。（6）“正向/反向”键置“反向”，可得该LED在VR下的反向电流值。

光敏电阻伏安特性、光敏二极管光照特性

光敏传感器的光电特性研究 (FB815型光敏传感器光电特性实验仪) 凡是将光信号转换为电信号的传感器称为光敏传感器，也称为光电式传感器，它可用于检测直接由光照明度变化引起的非电量，如光强、光照度等；也可间接用来检测能转换成光量变化的其它非电量,如零件直径、表面粗糙度、位移、速度、加速度及物体形状、工作状态识别等。光敏传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点,因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用。光敏传感器的物理基础是光电效应，通常分为外光电效应和内光电效应两大类,在光辐射作用下电子逸出材料的表面,产生光电子发射现象,则称为外光电效应或光电子发射效应。基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。另一种现象是电子并不逸出材料表面的,则称为是内光电效应。光电导效应、光生伏特效应都是属于内光电效应。好多半导体材料的很多电学特性都因受到光的照射而发生变化。因此也是属于内光电效应范畴,本实验所涉及的光敏电阻、光敏二极管等均是内光电效应传感器。通过本设计性实验可以帮助学生了解光敏电阻、光敏二极管的光电传感特性及在某些领域中的应用。【实验原理】 1．光电效应: (1）光电导效应: 当光照射到某些半导体材料上时,透过到材料内部的光子能量足够大，某些电子吸收光子的能量，从原来的束缚态变成导电的自由态,这时在外电场的作用下,流过半导体的电流会增大，即半导体的电导会增大,这种现象叫光电导效应。它是一种内光电效应。光电导效应可分为本征型和杂质型两类。前者是指能量足够大的光子使电子离开价带跃入导带，价带中由于电子离开而产生空穴，在外电场作用下，电子和空穴参与电导，使电导增加。杂质型光电导效应则是能量足够大的光子使施主能级中的电子或受主能级中的空穴跃迁到导带或价带，从而使电导增加。杂质型光电导的长波限比本征型光电导的要长的多。 (２)光生伏特效应: 在无光照时,半导体PN结内部有自建电场。当光照射在PN结及其附近时,在能量足够大的光子作用下，在结区及其附近就产生少数载流子（电子、空穴对）。载流子在结区外时，靠扩散进入结区；在结区中时,则因电场E的作用,电子漂移到N区，空穴漂移到P 区。结果使N区带负电荷,P区带正电荷,产生附加电动势,此电动势称为光生电动势，此现象称为光生伏特效应。 2．光敏传感器的基本特性：光敏传感器的基本特性则包括:伏安特性、光照特性等。

光电子课程设计

光电子课程设计一.课程设计目的： 1.学会用振荡电路设计发光管调制电源的方法； 2.了解微弱信号放大电路的设计思想； 3.熟悉集成运算放大器的各类性能参数； 4.了解带通滤波器从躁声中检出弱信号的方法； 5.学会多重反馈有源带通滤波器的设计步骤和参数计算； 6.练习如何进行光电信号检测系统的联调试验；二. 课程设计简介：主要采用了NE555定时器构成多谐振荡器电路，产生振荡信号，驱动砷化镓红外发光二极管HG412A ，并使用2CU2D 硅光敏二极管探测该红外信号，得到的微弱电流信号经低噪声集成运放LF353放大，再经运放uA741对放大后的信号滤波，信号中心频率为5KHz ，滤波后的信号送至光电报警电路。当红外发光管与硅光敏二极管之间的区域被隔断时，报警电路部分的红灯亮。而当电路正常接受到5KHz 光脉冲时，发光二极管不亮，设计思路见下图三.课程设计内容： 1.发光二极管调制电源设计 [1]设计要求：利用LM555CN 为HG412A 砷化镓发光二极管的调制电源。电源调制频率在最小可调范围为3kHz~7KHz ，输出波形占空比为50%，且发光二极管的输出功率可以调节。 [2]工作原理：输出端OUT 的高电平通过可变电阻R1对电容器U2充电，使U2逐渐升高到2VCC/3，输出端OUT 跳变为地电平，电容器U2又通过可变电阻R1向输出端OUT 放电，当U2下降到VCC/3时，输出端OUT 又变为高电平。电容器在VCC/3和2VCC/3之间充电和放电，输出端OUT 输出连续的矩形脉冲。由于充放电通道相同，所以输出的波形占空比为50％。 [3]计算过程：充电时间T1=放电的时间T2： T1=T2=ln2*RC=0.7R 输出的电平的矩形脉冲的频为： f=1/(T1+T2)=1/（1.4RC ）

LED显示屏质量验收标准

罗湖交通层LED显示屏系统安装工程验收标准深圳市元亨光电股份有限公司二○○四年十月九日

罗湖交通层LED显示屏系统质量验收标准第一章:概述 1 总则 (1)为保证地铁监控系统显示设备——LED显示屏的安装质量，促进工程施工技术水平的提高，确保系统安全运行，制定本标准。 (2)本标准适用于监控系统显示设备——LED显示屏的安装涉及的各类控制箱、盘、屏、台和成套柜等及系统管线安装工程的施工及验收。 (3)在执行本项目合同时，首先应遵守有供货商提供的安装指南；对于所有材料和施工工艺，都应遵守国家和行业主管部门颁发的现行技术规范、标准和要求。若国家或部颁标准和规范做出修改时，则以修改后的新标准和规范为准，若供货商安装指南与下列标准有矛盾处，报监理工程师确定。 (4)本标准参考中华人民共和国电子行业标准《LED显示屏通用规范》SJ/T11141-2003 《LED显示屏测试方法》SJ/T11281-2003 《地下铁道设计规范》GB50157-92 《100Mbps（100BASE-X）以太网标准》IEEE802.3u 《计算机软件开发规范》GB8566 《计算机软件产品开发文件编制指南》GB8567 《计算机软件需求说明编制指南》GB9385 《国际串行通讯标准》EIA RS-232C 《电工电子产品基本环境试验规则》GB2421-89 《工业计算机系统安装环境条件》ZBN18-001 《设备可靠性试验总要求》 GB5850.1-86 《信息技术设备的无线电干扰极限值和测量方法》GB9254-98 《电磁兼容》GB/T17626 《UTP电缆芯线定义》 EIA/TIA-T568B 《欧洲铁路软件开发及监控标准》EN50128, EN50126 《国际电信联盟R601建议》ITU-R601 《彩色电视广播测试标准》 GB2097-80 《国际电信联盟R653建议》ITU-R653 国际电气与电子工程师协会（IEEE）标准电子工业协会（EIA）标准等制定。 (5)本标准未尽之处按照国家现行有关规范执行。 2 术语（1）乘客资讯系统（PIS）基于同一运行平台及服务器,实现为乘客提供资讯服务的显示及控制系统。（2）LED显示屏（LED DISPLAY PANEL）通过一定的控制方式，由LED器件阵列组成的显示屏幕。（3）双基色（TWO BASIC COLOR）由红、绿两种基色构成。（4）全彩色（FULL COLOR）由红、绿、蓝三种基色构成。（5）亮度（BRIGHTNESS） LED显示屏单位面积上的发光强度，单位cd/m2。（6）灰度（GREY SCALE） LED显示屏同一级亮度中从最暗到最亮之间能够区别的亮度等级。

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，由于雪崩区较窄，不能充分吸收光子，相当多的光子进入了I区。I区很宽，可以充分吸收光子，提高光电转换效率。我们把I区吸收光子产生的电子-空穴对称为初级电子-空穴对。在电场的作用下，初级光生电子从I区向雪崩区漂移，并在雪崩区产生雪崩倍增；而所有的初级空穴则直接被P+层吸收。在雪崩区通过碰撞电离产生的电子-空穴对称为二次电子-空穴对。可见，I区仍然作为吸收光信号的区域并产生初级光生电子-空穴对，此外它还具有分离初级电子和空穴的作用，初级电子在N+-P区通过碰撞电离形成更多的电子-空穴对，从而实现对初级光电流的放大作用。

光电二极管教程光电二极管术

光电二极管教程工作原理结光电二极管是一种基本器件，其功能类似于一个普通的信号二极管，但在结半导体的耗尽区吸收光时，它会产生光电流。光电二极管是一种快速，高线性度的器件，在应用中具有高量子效率，可应用于各种不同的场合。根据入射光确定期望的输出电流水平和响应度是有必要的。图1描绘了一个结光电二极管模型，它由基本的独立元件组成，这样便于直观了解光电二极管的主要性质，更好地了解Thorlabs光电二极管工作过程。图1: 光电二极管模型光电二极管术响应度光电二极管的响应度可以定义为给定波长下，产生的光电流(I PD)和入射光功率(P)之比：工作模式(光导模式和光伏模式) 光电二极管可以工作在这两个模式中的一个: 光导模式(反向偏置)或光伏模式(零偏置)。工作模式的选择根据应用中速度和可接受暗电流大小(漏电流)而定。光导模式

处于光导模式时，有一个外加的偏压，这是我们DET系列探测器的基础。电路中测得的电流代表器件接受到的光照; 测量的输出电流与输入光功率成正比。外加偏压使得耗尽区的宽度增大，响应度增大，结电容变小，响应度趋向直线。工作在这些条件下容易产生很大的暗电流，但可以选择光电二极管的材料以限制其大小。(注: 我们的DET器件都是反向偏置的，不能工作在正向偏压下。) 光伏模式光伏模式下，光电二极管是零偏置的。器件的电流流动被限制，形成一个电压。这种工作模式利用了光伏效应，它是太阳能电池的基础。当工作在光伏模式时，暗电流最小。暗电流暗电流是光电二极管有偏压时的漏电流. 工作在光导模式时, 容易出现更高的暗电流, 并与温度直接相关. 温度每增加 10 °C, 暗电流几乎增加一倍, 温度每增加 6 °C, 分流电阻增大一倍. 显然, 应用更大的偏压会降低结电容, 但也会增加当前暗电流的大小. 当前的暗电流也受光电二极管材料和有源区尺寸的影响. 锗器件暗电流很大, 硅器件通常比锗器件暗电流小.下表给出了几种光电二极管材料及它们相关的暗电流, 速度, 响应波段和价格。 Material Dark Current Speed Spectral Range Cost Silicon (Si) Low High Speed Visible to NIR Low Germanium (Ge) High Low Speed NIR Low Gallium Phosphide (GaP) Low High Speed UV to Visible Moderate Indium Gallium Arsenide (InGaAs) Low High Speed NIR Moderate Indium Arsenide Antimonide (InAsSb) High Low Speed NIR to MIR High High High Speed NIR High Extended Range Indium Gallium Arsenide (InGaAs) High Low Speed NIR to MIR High Mercury Cadmium Telluride (MCT, HgCdTe) 结电容结电容（C j）是光电二极管的一个重要性质，对光电二极管的带宽和响应有很大影响。需要注意的是，结区面积大的二极管结体积也越大，也拥有较大的充电电容。在反向偏压应用中，结的耗尽区宽度增加，会有效地减小结电容，增大响应速度。带宽和响应负载电阻和光电二极管的电容共同限制带宽。要得到最佳的频率响应，一个50欧姆的终端需要使用一条50欧姆的同轴电缆。带宽（f BW）和上升时间响应（t r）可以近似用结电容（C j）和负载电阻（R load）表示：

传感器课程设计

传感器课程设计半导体吸收式光纤温度传感器

2010年12月30日目录序言 (3) 方案设计及论证 (4) 部件图纸 (6) 心得体会 (6)

主要参考文献 (7) 序言 1、简介光纤温度传感器采用一种和光纤折射率相匹配的高分子温敏材料涂覆在二根熔接在一起的光纤外面，使光能由一根光纤输入该反射面出另一根光纤输出，由于这种新型温敏材料受温度影响，折射率发生变化，因此输出的光功率与温度呈函数关系。其物理本质是利用光纤中传输的光波的特征参量，如振幅、相位、偏振态、波长和模式等，对外界环境因素，如温度，压力，辐射等具有敏感特性。它属于非接触式测温。 2、特点

光纤传感器是一种新型传感器，它用光信号传感和传递被测量，具有动态范围大，频响宽，不受电磁干扰等优点。由于光纤可被拉至距测量点几十米以外，能使信号处理的电子线路远离干扰源，固而可较少受到空间电磁干扰。另外光纤传感器均为可控有源传感器，这使得在硬件和软件设计中可采用一些特殊手段来完成某些较复杂的功能。 3、现状随着工业自动化程度的提高及连续生产规模的扩大, 对温度参数测量的快速性提出了更高的要求。目前, 普遍采用的热电偶很难实现对温度快速、准确地测量。这种接触式测量也难以保证温度场的原有特征, 易引起误差。在较高温度的测量中, 价格昂贵的金属热电偶必须接触被测高温物体, 所以损坏快, 增加了成本。光纤温度检测技术是近些年发展起来的一项新技术，由于光纤本身具有电绝缘性好、不受电磁干扰、无火花、能在易燃易爆的环境中使用等优点而越来越受到人们的重视，各种光纤温度传感器发展极为迅速。目前研究的光纤温度传感器主要利用相位调制、热辐射探测、荧光衰变、半导体吸收、光纤光栅等原理。其中半导体吸收式光纤温度传感器作为一种强度调制的传光型光纤传感器，除了具有光纤传感器的一般优点之外，还具有成本低、结构简单、可靠性高等优点，非常适合于输电设备和石油以及井下等现场的温度监测，近年来获得了广泛的研究原理分析 1、本征吸收原理当一定波长的光通过半导体材料时，主要引起的吸收是本征吸收，即电子从价带激发到导带引起的吸收。对直接跃迁型材料，能够引起这种吸收的光子能量hv必须大于或等于材料的禁带宽度Eg，即式中，h为普朗克常数：v是频率。从式(1)可看出，本征吸收光谱在低频方向必然存在一个频率界限vg，当频率低于vg时不可能产生本征吸收。一定的频率vg对应一个特定的波长，λg=c／vg，称为本征吸收波长。 2、半导体测温原理 λ，半导体材料对信号光的透过率随温度变化，但对参考光的透过率不变。设信号光的透过率为()T 参考光的透过率为rλ。光纤定向耦合器的分光比为α，光纤传输损耗和探头与光纤的联接损耗为β。令

光敏三极管特性测试

实验三光敏三极管特性测试一:实验原理：光敏三极管是具有NPN或PNP结构的半导体管，结构与普通三极管类似。但它的引出电极通常只有两个，入射光主要被面积做得较大的基区所吸收。光敏三极管的结构与工作电路如图（11）所示。集电极接正电压，发射极接负电压。二:实验所需部件：光敏三极管、稳压电源、各类光源、电压表（自备4 1/2位表）、微安表、负载电阻三:实验步骤： 1、判断光敏三极管C、E极性，方法是用万用表欧姆20M测试档，测得管阻小的时候红表棒端触脚为C极，黑表棒为E极。 2、暗电流测试：按图（11）接线，稳压电源用±12V，调整负载电阻RL阻值，使光敏器件模板被遮光罩盖住时微安表显示有电流，这即是光敏三极管的暗电流，或是测得负载电阻RL上的压降V暗，暗电流LCEO=V暗/RL。（如是硅光敏三极管，则暗电流可能要小于10-9A，一般不易测出。 3、光电流测试：取走遮光罩，即可测得光电流I光，通过实验比较可以看出，光敏三极管与光敏二极管相比能把光电流放大（1+HFE）倍，具有更高的灵敏度。 1、伏安特征测试：光敏三极管在给定的光照强度与工作电压下，将所测得的工作电压Vce与工作电流记录，工作电压可从+4V~+12V变换，并作出一组V/I曲线。 2、光谱特性测试：对于一定材料和工艺制成的光敏管，必须对应一定波长的入射光才有响应。按图（11）接好光敏三极管测试电路，参照光敏二极管的光谱特性测试方法，分别用各种光照射光敏三极管，测得光电流，并做出定性的结论。 3、光电特性测试：

图（12）光敏三极管的温度特性图（13）光敏三极管的光电特性曲线在外加工作电压恒定的情况下，照射光通量与光电流的关系见图（13），用各种光源照射光敏三极管，记录光电流的变化。 4、温度特性测试：光敏三极管的温度特性曲线如图（12）所示，试在图（11）的电路中，加热光敏三极管，观察光电流随温度升高的变化情况。思考题：光敏三极管工作的原理与半导体三极管相似，为什么光敏三极管有两根引出电极就可以正常工作？

光电二极管的工作原理与应用

光电二极管的工作原理与应用学生：李阳洋王煦何雪瑞黄艺格指导老师：陈永强摘要：光电二极管是结型器件。当光照射在P-N结时,光子被吸收,产生电子-空穴对,电子和空穴在结区被结电场所收集,在外电路形成光电流。为了保证绝大部分响应波长的入射光能在结区吸收,这就要求空间电荷区有足够宽度,所以外电路加有足够的反偏电压。关键词：光电二极管;光电流;暗电流;反偏电压;光功率 1、引言随着科学技术的发展，在信号传输和存储等环节中，越来越多地应用光信号。采用光电子系统的突出优点是，抗干扰能力较强、传送信息量大、传输耗损小且工作可靠。光电二极管是光电子系统的电子器件。光电二极管（photodiode）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。常见的传统太阳能电池就是通过大面积的光电二极管来产生电能。 2、工作原理光电二极管是将光信号转换成电流或电压信号的特殊二极管，它与常规二极管结构上基本相似，都具有一个PN结，但光电二极管在设计和制作时尽量使PN结的面积相对较大，以便接收入射光。其基本原理是当光照在二极管上时，被吸收的光能转换成电能。光电二极管工作在反向电压作用下，只通过微弱的电流（一般小于0.1微安），称为暗电流，有光照时，携带能量的光子进入PN结后，把能量传给共价键上的电子，使有些电子挣脱共价键，而产生电子-空穴对，称为光生载流子，因为光生载流子的数目是有限的，而光照前多子的数目远大于光生载流子的数目，所以光生载流子对多子的影响是很小的，但少子的数目少有比较大的影响，这就是为什么光电二极管是工作在反向电压下而不是正向电压下，于是在反向电压作用下被光生载流子影响而增加的少子参加漂流运动，在P区，光生电子扩散到PN结，如果P区厚度小于电子扩散长度，那么大部分光生电子将能穿过P区到达PN结，在N区也是相同的道理，也因此光电二极管在制作时，PN结的结深很浅，以促使少子的漂移。综上若光的强度越大，反向电流也就越大，这种特性称为光导电，而这种现象引起的电流称为光电流。总的来说光电二极管的工作是一个吸收的过程，它将光的变化转换成反向电流的变化，光照产生电流和暗电流的综合就是光电流，因此光电二极管的暗电流因尽量最小化来提器件对光的灵敏度，光的强度与光电流成正比，因而就可以把光信号转换成电信号。图1基本工作原理

光电二极管的性能测试

北方民族大学课程设计报告院（部、中心）电气信息工程学院姓名学号专业测控技术与仪器班级测控技术与仪器101 同组人员课程名称光电技术综合技能训练设计题目名称光敏二极管的性能测试起止时间成绩指导教师签名盛洪江北方民族大学教务处制摘要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。关键词:光敏二极管、ELVIS实验平台、LABView8.6、OSLO软件引言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，具不同的光电特性和检测性能。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。

目录摘要 1 引言 1 目录 2 光敏二极管 3 光电效应 4 光电导效应 4 光生伏特效应 4 光敏二极管的工作原理 5 光敏二极管 5 LabVIEW软件5 总结 6 附录7 程序设计原理图7 结果图8 实验连线9 光敏二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。从结构我上来分，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。光敏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。光电效应光电导效应若光照射到某些半导体材料上时，透过到材料内部的光子能量足够大，某些电子吸收光子的能量，从原来的束缚态变成导电的自由态，这时在外电场的作用下，流过半导体的电流会增大，即半导体的电导会增大，这种现象叫光电导效应。它是一种内光电效应。光电导效应可分为本征型和杂质型两类。前者是指能量足够大的光子使电子离开价带跃入导带，价带中由于电子离开而产生空穴，在外电场作用下，电子和空穴参与电导，使电导增加。杂质型光电导效应则是能量足够大的光子使施主能级中的电子或受主能级中的空穴跃

LED路灯检验标准

LED路灯检验标准本标准适用于250 V以下直流电源或1 000 V以下交流供电的道路、街路、隧道照明和其他室外公共场所照明用LED（发光二极管）路灯。根据参考以下标准制定出本公司生产路灯的检验标准：

1. GB/T 191 包装储运图示标志（GB/T 191—2008，ISO 780：1997，MOD） 2. GB/T 2900.65 电工术语照明（GB/T 2900.65—2004，IEC 60050-845： 1987，MOD） 3. GB 7000.1—2007 灯具第1部分：一般要求与试验（GB 7000.1—2007， IEC 60598-1：2003，IDT） 4. GB 7000.5—2005 道路与街路照明灯具安全要求（GB 7000.5—2005， IEC 60598-1－3：2002，IDT） 5. GB/T 9468 灯具分布光度测量的一般要求 6. GB 17625.1 电磁兼容限值谐波电流发射限值（设备每相输入电流 ≤16A） 7. GB/T 17626.5 电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验电磁兼容试验和测量技术浪8.涌(冲击)抗扰度试验（GB 17626.5—2008，IEC 61000-4-5：2005，IDT） 9. GB 17743 电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法（GB 17743—2007，CISPR 15：2005，IDT） 10. GB 19510.1 灯的控制装置第1部分：一般要求和安全要求（GB 19510.1—2004，IEC 61347-1：2003，IDT） 11. CJJ 45—2006 城市道路照明设计标准 12. SJ/T 11364 电子信息产品污染控制标识要求 13. IEC 60838-2-2 杂类灯座第2-2部分 LED模块用连接器的特殊要求 14. IEC 61347-2-13 灯的控制装置第2-13部分 LED模块控制装置安全要求 15. IEC 62031 普通照明用LED模块安全要求 16. IEC 62471 灯和灯系统的光生物安全

光敏二极管的检验方法

光敏二极管又叫光电二极管。光敏二极管也是由一个PN结组成的半导体器件，也具有单向导电特性。它在电路中的符号是：光敏二极管的重要特性就是把光能转换成电能。在没有光照时，光敏二极管的反向电阻很大，反向电流很微弱，称为暗电流。当有光照时，光子打在pn结附近，于是在pn结附近产生电子-空穴对，它们在pn结内部电场作用下作定向运动，形成光电流。光照越强，光电流越大。光的变化引起光电二极管电流变化，这就可以把光信号转换成电信号，成为光电传感器件。光敏二极管在应用电路中的两种工作状态： 1、光敏二极管施加有外部反向电压当光敏二极管加上反向电压时，管子中的反向电流随着光照强度的改变而改变，光照强度越大，反向电流越大，大多数都工作在这种状态。 2、光敏二极管不施加外部工作电压光敏二极管上不加电压，利用P-N结在受光照时产生正向电压的原理，把它用作微型光电池。这种工作状态，通常用作光电检测器。光敏二极管检测方法： ①电阻测量法用万用表1k挡。光电二极管正向电阻约10kΩ左右。在无光照情况下，反向电阻为∞时，这管子是好的(反向电阻不是∞时说明漏电流大)；有光照时，反向电阻随光照强度增加而减小，阻值可达到几kΩ或1kΩ以下，则管子是好的；若反向电阻都是∞或为零，则管子是坏的。 ②电压测量法用万用表1V档。用红表笔接光电二极管“+”极，黑表笔接“—”极，在光照下，其电压与光照强度成比例，一般可达0．2—0．4V。 ③短路电流测量法用万用表50μA档。用红表笔接光电二极管“+”极，黑表笔接“—”极，在白炽灯下(不能用日光灯)，随着光照增强，其电流增加是好的，短路电流可达数十至数百μA。

PIN光电二极管的噪声分析

目录 1课程设计题目 (1) 2课程设计目的 (1) 3课程设计时间 (1) 4课程设计环境 (1) 5课程设计任务和要求 (2) 6课程设计原理 (2) 6.1原理简介 (2) 6.2 PIN光电二极管简述 (3) 6.3设计原理 (4) 7课程设计过程及调试、结果 (5) 7.1设计所用器件简介 (5) 7.2器件的参数设置 (7) 7.3 设计布局图 (8) 7.4调试结果图 (9) 7.5 调试结果分析 ..............................................................................................错误!未定义书签。8课程设计过程中遇到的问题、解决方法.............................................错误!未定义书签。9课程设计体会.......................................................................................................错误!未定义书签。参考文献 .....................................................................................................................错误!未定义书签。

1课程设计题目 IN光电二极管的噪声分析 2课程设计目的本课程为“光纤通信”必修课程的后续设计实践课程，主要提供学生在一种通用设计平台上进行光纤通讯系统设计的系统训练，要求学生掌握一种光通信系统设计软件（如OptiSystem）的使用，要求学生熟悉基本知识、培养思维和表达能力及合作精神、提高光网络构建和分析能力，形成利用设计软件工具对设计任务进行总体布置的能力。 3课程设计时间周（2014年6月23日-2014年6月27日） 4课程设计环境 OptiSystem软件 OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通讯系统到 LANS和MANS都使用。OptiSystem可以帮助用户规划、测试和模拟几乎传输层所有的光纤系统，包括局域网、城域网和广域网，也提供了从组件到系统各个层面的传输层光通信系统设计和规划，并仿真出分析结果和应用。OptiSystem是一个基于实际光纤通讯系统模型的系统级模拟器具有强大的模拟环境和真实的器件和系统的分级定义。它的性能可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展，而成为一系列广泛使用的工具。本次课程设计采用的是对64Bit操作系统的支持Optisystem7.0。