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photodiode [2023/07/20 20:12] hexuhua |
photodiode [2023/07/24 12:57] (当前版本) hexuhua |
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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。 | 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: |
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### 2. 光二极管是如何工作的? | ### 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。 | 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。 | ||
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+ | {{ :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。 | 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? | ### 3. 如何应用光二极管传感器? | ||
- | 1.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: |
- | 2.光信号接收 | + | 1、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。 | + | 2、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。 |
- | 3.光转换 | + | 3、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。 | + | 4、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。 |
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+ | 5、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。 | ||
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+ | 6、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。 | ||
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+ | 7、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。 | ||
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+ | 8、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。 | ||
### 4. 光二极管传感器的优缺点 | ### 4. 光二极管传感器的优缺点 | ||
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### 5. 光二极管传感器的供应商有哪些? | ### 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]] | + | [[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]] | + | [[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]] | + | [[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]] | + | [[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]] | + | [[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]] | + | [[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]] | + | [[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]] | + | [[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]] | + | [[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]] | + | [[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。 |
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+ | 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? | ### 6. 从哪里选型和购买光二极管传感器? | ||
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[[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]] | [[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]] | ||
- | ### 7. 示例 | + | 下面是一些光二极管元器件对比: |
+ | {{ :wiki:光二极管选型.png?nolink |}} | ||
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+ | ### 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]] | ||
- | 使用RP2040驱动光电二极管的简单示例 | + | 下面是使用RP2040驱动光电二极管的代码: |
from machine import Pin, ADC | from machine import Pin, ADC | ||
from time import sleep | from time import sleep |