光敏二极管和光敏三极管.doc

光敏二极管和光敏三极管光敏二极管和光敏三极管是光电转换半导体器件，与光敏电阻器相比具有灵敏度高、高频性能好，可靠性好、体积小、使用方便等优一、光敏二极管 1．结构特点与符号 光敏二极管和普通二极管相比虽然都属于单向导电的非线性半导体器件，但在结构上有其特殊的地方 光敏二极管在电路中的符号如图 Z0129 所示光敏二极管使用时要反向接入电路中，即正极接电源负极，负极接电源正极 2．光电转换原理 根据 PN 结反向特性可知，在一定反向电压范围内，反向电流很小且处于饱和状态此时，如果无光照射 PN 结，则因本征激发产生的电子-空穴对数量有限，反向饱和电流保持不变，在光敏二极管中称为暗电流当有光照射 PN 结时，结内将产生附加的大量电子空穴对（称之为光生载流子），使流过 PN 结的电流随着光照强度的增加而剧增，此时的反向电流称为光电流 不同波长的光（兰光、红光、红外光）在光敏二极管的不同区域被吸收形成光电流被表面 P 型扩散层所吸收的主要是波长较短的兰光，在这一区域，因光照产生的光生载流子（电子），一旦漂移到耗尽层界面，就会在结电场作用下，被拉向 N 区，形成部分光电流；彼长较长的红光，将透过 P 型层在耗尽层激发出电子一空穴对，这些新生的电子和空穴载流子也会在结电场作用下，分别到达 N 区和 P 区，形成光电流。

波长更长的红外光，将透过 P 型层和耗尽层，直接被 N 区吸收在 N 区内因光照产生的光生载流子（空穴）一旦漂移到耗尽区界面，就会在结电场作用下被拉向 P 区，形成光电流因此，光照射时，流过 PN 结的光电流应是三部分光电流之和 二、光敏三极管 光敏三极管和普通三极管的结构相类似不同之处是光敏三极管必须有一个对光敏感的 PN 结作为感光面，一般用集电结作为受光结，因此，光敏二极管实质上是一种相当于在基极和集电极之间接有光敏二极管的普通二极管其结构 及符号如图 Z0130 所示 当人射光子在基区及集电区被吸收而产生电子一空穴对时，便形成光生电压由此产生的光生电流由基极进入发射极，从而在集电极回路中得到一个放大了 β 倍的信号电流因此，光敏三极管是一种相当干将基极、集电极光敏二极管的电流加以放大的普通晶体管放大 1、 判断光敏三极管 C、E 极性，方法是用万用表 20M 电阻测试档，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：缓慢地取开遮光罩，观察随光照度变化测得的光电流 I 光的变化情况，并将所测数据填入下表： 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，用各种光源照射光敏三极管，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。