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--- photodiode [2023/07/14 13:59]
hexuhua
+++ photodiode [2023/07/24 12:57] (当前版本)
hexuhua
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 ### 1. 什么是光二极管？
-光敏二极管也叫光电二极管。光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的,其管芯是一个具有光敏特征的PN结，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。无光照时，有很小的饱和反向漏电流，即暗电流，此时光敏二极管截止。当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加，形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。当光线照射PN结时，可以使PN结中产生电子一空穴对，使少数载流子的密度增加。这些载流子在反向电压下漂移，使反向电流增加。因此可以利用光照强弱来改变电路中的电流。
+光敏二极管也叫光电二极管。光敏二极管是一种能够将光能转化为电能的电子器件，光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的,其管芯是一个具有光敏特征的PN结，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。无光照时，有很小的饱和反向漏电流，即暗电流，此时光敏二极管截止。当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加，形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。当光线照射PN结时，可以使PN结中产生电子一空穴对，使少数载流子的密度增加。这些载流子在反向电压下漂移，使反向电流增加。因此可以利用光照强弱来改变电路中的电流。
-{{ :wiki:光敏二极管示意图.png?500 |}}
+下面是常见的光二极管传感器模块：
+{{ :wiki:光电二极管.jpg?300 |}}
 ### 2. 光二极管是如何工作的？
 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。
+{{ :wiki:光敏二极管示意图.png?500 |}}
 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。
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 ### 3. 如何应用光二极管传感器？
-.光控
-　　光敏二极管可以用作光控开关，无光照时，光敏而激光VDL因接收反向电压而截至，晶体管因无基极电流也截止，继电器出于释放状态。当有光线照射到光敏二极管VDL时，VDL从截止转变为导通，使晶体管相继导通，继电器K吸合接通被控电路。
+光电二极管是一种能够将光能转化为电能的器件，其应用场景广泛。以下是一些光电二极管的应用场景：
-.光信号接收
+、光通信：光电二极管广泛应用于光纤通信领域，作为光信号的接收器件，将光信号转化为电信号。
-　　光敏二极管可以用作接收光信号。它一般通过光信号放大电路，再有光敏二极管接收，最后经过放大用过耦合电容输出。
+、光电探测：光电二极管可以用于各种光电传感器中，如光电门、反射式传感器、光电编码器等。
-.光转换
+、光测量：光电二极管常用于光度计、光谱仪、色彩测量仪等光学测量设备中，用于检测光强度、光谱分布等。
-　　光敏二极管可以用作红外光到可见光的转换。红外光信号由光敏二极管VDL接收，经过晶体管放大后，驱动发光二极管发出可见光。
+、光电转换：光电二极管可用于光电转换器件中，将太阳能等光能转化为电能，如太阳能电池、光电导航系统等。
-### 4. 光二极管传感器的供应商有哪些？
-[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/advanced-photonix|Advanced Photonix]]
+、光电显示：光电二极管在光电显示领域也有应用，如液晶显示器、LED显示屏等。
-[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/american-bright|American Bright]]
+、光控：光敏二极管可以用作光控开关，无光照时，光敏而激光VDL因接收反向电压而截至，晶体管因无基极电流也截止，继电器出于释放状态。当有光线照射到光敏二极管VDL时，VDL从截止转变为导通，使晶体管相继导通，继电器K吸合接通被控电路。
-[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/amphenol-advanced-sensors|Amphenol Thermometrics]]
+、光信号接收：光敏二极管可以用作接收光信号。它一般通过光信号放大电路，再有光敏二极管接收，最后经过放大用过耦合电容输出。
-[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/ams-osram|ams OSRAM]]
+、光转换：光敏二极管可以用作红外光到可见光的转换。红外光信号由光敏二极管VDL接收，经过晶体管放大后，驱动发光二极管发出可见光。
-[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/analog-devices|Analog Devices Inc]]
+### 4. 光二极管传感器的优缺点
+#### 优点：
-[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/broadcom|Broadcom Limited]]
+、高灵敏度：光电二极管传感器对光的变化非常敏感，可以检测到微弱的光信号。
-[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/cel|CEL]]
+、快速响应时间：光电二极管传感器的响应时间非常短，可以迅速地检测到光信号的变化。
-[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/everlight-electronics|Everlight Electronics Co Ltd]]
+、低功耗：光电二极管传感器所需的功率非常低，适合在低能耗的应用中使用。
-[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/excelitas-technologies|Excelitas Technologies]]
+、高可靠性：光电二极管传感器没有机械部件，因此具有较高的可靠性和耐用性。
-[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/finisar|Finisar Corporation]]
+、宽工作频率范围：光电二极管传感器可以在广泛的频率范围内工作，从红外到紫外。
-### 5. 从哪里选型和购买光二极管传感器？
+#### 缺点：
+、有向性：光电二极管传感器对来自特定方向的光更为敏感，而对其他方向的光可能不太敏感。
+、有限的线性范围：光电二极管传感器的输出信号通常在一定的光强范围内是线性的，超出该范围可能会引起非线性响应。
+、温度依赖性：光电二极管传感器的灵敏度和响应时间可能会受到环境温度的影响。
+、限制的频率响应：不同类型的光电二极管传感器具有不同的频率响应范围，某些传感器可能对高频光信号响应较差。
+综上所述，光电二极管传感器是一种常用的光电转换器件，具有高灵敏度、快速响应时间和低功耗等优点。然而，使用时应注意其有向性、线性范围限制、温度依赖性和频率响应等特性。
+### 5. 光二极管传感器的供应商有哪些？
+[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/advanced-photonix|Advanced Photonix]] ：Advanced Photonix 是一家专注于光电传感器解决方案的公司，其产品广泛应用于通信、医疗和工业领域。
+[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/american-bright|American Bright]] ：American Bright 是一家专门设计和生产发光二极管（LED）产品的公司，提供各种用途的高品质照明解决方案。
+[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/amphenol-advanced-sensors|Amphenol Thermometrics]] ： Amphenol Thermometrics 是一家领先的温度传感器制造商，为全球各个行业提供高精度和可靠的温度测量解决方案。
+[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/ams-osram|ams OSRAM]] ：ams OSRAM 是一家集成光电子解决方案的领军公司，其产品涵盖各种光传感器、LED照明和显示技术。
+[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/analog-devices|Analog Devices Inc]] ： Analog Devices Inc 是一家全球领先的模拟技术解决方案提供商，其产品包括模拟信号处理器、数据转换器、传感器和无线通信技术。
+[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/broadcom|Broadcom Limited]] ：Broadcom Limited 是一家全球领先的半导体解决方案供应商，其产品范围涵盖网络通信、嵌入式处理器和无线连接技术。
+[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/cel|CEL]] ：CEL 是一家专注于高频、高速和功率半导体器件的制造商，其产品应用领域广泛，包括通信、汽车和工业市场。
+[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/everlight-electronics|Everlight Electronics Co Ltd]] ：Everlight Electronics Co Ltd 是一家专注于LED照明和显示技术的制造商，提供各种LED组件和系统解决方案。
+[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/excelitas-technologies|Excelitas Technologies]] ：Excelitas Technologies 是一家提供光学和光电子技术解决方案的国际领导者，其产品应用于医疗、安全和科学研究等领域。
+[[https://www.digikey.cn/zh/supplier-centers/finisar|Finisar Corporation]] ：Finisar Corporation 是一家专注于光通信和网络应用的领先光电子元件制造商，其产品包括光模块和传感器等。
+下面是上述供应商元器件应用场景对比：
+{{ :wiki:光二极管供应商对比.png?nolink |}}
+### 6. 从哪里选型和购买光二极管传感器？
 [[https://www.digikey.cn/zh/products/filter/%E5%85%89%E7%94%B5%E4%BA%8C%E6%9E%81%E7%AE%A1/543?amp%3BWT.z_header=search_go&s=N4IgTCBcDaKJKKh5U0DFyhA80IXeIC6BfIA|DigiKey网站上光二极管选型]]
+下面是一些光二极管元器件对比：
+{{ :wiki:光二极管选型.png?nolink |}}
+### 7. 使用RP2040驱动光电二极管的简单示例
+可以参考[[https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/electronics-lab-led-sensor|LED搭建光敏传感器电路]]
+下面是使用RP2040驱动光电二极管的代码：
+  from machine import Pin, ADC
+  from time import sleep
+  adc = ADC(Pin(26)) #设置ADC的管脚
+  while 1:
+      adc_num = adc.read_u16() #读取光电二极管ADC的原始值，0-65535 对应电压 0.0v - 3.3v
+      adc_val = adc_num/65535*3.3 #将ADC的原始值转换为电压值
+      print(str(adc_val)) #打印