题目 观测电容特性 光电二极管光电特性

光电二极管的特点光电二极管是一种能将光能转化为电能的半导体器件。

它具有以下特点：1. 光电转换效率高：光电二极管能够将光能有效转换为电能。

当光照射到光电二极管的PN结时，光子的能量会被转移到导带内的电子上，使其跃迁到导带上形成电流。

光电转换效率高意味着光电二极管能够更有效地将光能转化为电能，提高能源利用效率。

2. 灵敏度高：光电二极管对光的响应速度快，能够实时感受光的变化。

当光照强度改变时，光电二极管能够迅速产生对应的电流变化。

这种高灵敏度使得光电二极管在光控制、光测量等领域有广泛的应用。

3. 响应频率宽：光电二极管对光信号的响应频率范围广，可以接收从红外到紫外的各种波长的光信号。

不同材料制成的光电二极管对不同波长的光信号有不同的响应范围，可根据需求选择合适的光电二极管。

4. 反向漏电流小：光电二极管在反向电压下的漏电流很小，这是因为在正向偏置时，PN结的电子和空穴会被推向相反的方向，从而减小了反向电流。

这种特性使得光电二极管在需要保持较低电流的应用中非常有效，例如在光传感器中。

5. 工作电压低：光电二极管在正向偏置时的工作电压一般较低，通常在几伏至十几伏之间。

这使得光电二极管可以通过低电压驱动，降低了能耗，提高了电路的稳定性。

6. 结构简单、体积小：光电二极管的结构相对简单，通常由一个PN结构组成。

这使得光电二极管的制造成本较低，便于大规模生产。

此外，光电二极管的体积小，重量轻，便于集成和嵌入到各种设备中。

光电二极管作为光电转换器件，具有高转换效率、高灵敏度和快速响应等特点，被广泛应用于各个领域。

在通信领域，光电二极管用于接收和发送光信号，实现光纤通信。

在光测量领域，光电二极管用于测量光强、光谱分析和光学检测等。

在光控制领域，光电二极管可以用于光敏开关、光敏电路等。

此外，光电二极管还广泛应用于光电传感器、光电显示器、太阳能电池等领域。

光电二极管具有高效、快速、灵敏、稳定等特点，是一种重要的光电转换器件。

光电二极管的性质与应用光电二极管，作为一种常用的光电转换器件，具有独特的性质和广泛的应用。

它能够将光信号转换为电信号，从而实现光电转换，并在许多领域中发挥重要作用。

一、光电二极管的性质光电二极管的性质可以从以下几个方面来讨论。

首先是光电二极管的光电效应。

光电二极管利用光电效应使光能转化为电能。

当光照射在光电二极管的PN结区域时，电子会被激发，并被加速运动到PN结的一侧，通过外接电路，电流得以流动。

这种光电效应的存在使得光电二极管成为光电转换中一种重要的器件。

其次是光电二极管的电流-电压特性。

光电二极管的电流-电压特性与一般的二极管相似，但也有一定的区别。

在正向偏置情况下，只有当光照射到达一定光照强度时，才能产生显著的电流。

而在反向偏置情况下，只有当光照射较强时，才能产生逆向饱和电流。

这些特性使得光电二极管在光探测、光测量和光通信等领域中得到了广泛的应用。

另外，光电二极管的探测频率范围也是其重要性质之一。

不同类型的光电二极管对不同频率的光有不同的响应能力。

例如，快速响应的光电二极管适用于高速通信领域，而波长选择器件则广泛应用于光谱分析等领域。

二、光电二极管的应用光电二极管由于其独特的性质而在许多领域中得到广泛应用。

下面将介绍光电二极管在几个重要领域的应用。

首先是光通信领域。

光电二极管在光接收器中起到了关键作用。

它能够将传输的光信号转换为电信号，并通过其他电子元器件进行进一步处理。

这种高效的光电转换技术使得现代光纤通信系统能够实现高速、远距离的信息传输。

其次是光测量领域。

光电二极管的灵敏度高、频率范围广，使其成为光测量中不可或缺的一部分。

例如，光电二极管可用于光度计、色度计和光谱仪等仪器中。

这些仪器能够测量光的亮度、颜色和波长分布，对于光学研究和实验具有重要意义。

另外，光电二极管还广泛应用于光电探测领域。

以夜视仪为例，光电二极管能够将低能量的红外光信号转换为清晰的电信号，使得观察者能够在暗夜环境下看到目标。

光电二极管的特性研究光电二极管是一种能够将光能转换为电能的器件，广泛应用于光电传感器、摄像头、光通信等领域。

在光电二极管的特性研究中，常常涉及到光敏元件的结构、光电特性以及性能优化等方面。

本文将对光电二极管的特性研究进行详细探讨。

首先，光电二极管的结构是特性研究的基础。

典型的光电二极管结构包括P-N结、光吸收层和电极。

P-N结是光电二极管的核心部分，由P型半导体和N型半导体通过特定工艺制备而成。

光吸收层则用于吸收光能，并将其转化为电能。

而电极则用于接收并传导电流。

不同的光电二极管结构会直接影响其光电特性和性能优劣。

其次，光电二极管的光电特性是特性研究的重要内容之一、其中，光电流和光电压是光电二极管最常见的光电特性。

光电流是指当光源照射到光电二极管时，光电二极管产生的电流。

光电压则是指当光电二极管处于开路状态时，测量到的电压。

光电流和光电压可以通过不同光源的照射强度、波长以及电压等参数进行研究。

实验结果显示，光电流和光电压与照射光强、波长以及电压之间存在着一定的关系，可以通过这些关系来了解光电二极管的光电特性。

此外，光电二极管的性能优化也是特性研究中的重要方面。

性能优化意味着通过改进光电二极管的结构和工艺，使其具备更好的光电特性和应用性能。

例如，可以通过优化光吸收层的材料和厚度，提高光电转换效率。

同时，通过改进电极材料和接触方式，降低串联电阻，提高光电二极管的响应速度和灵敏度。

性能优化需要综合考虑结构设计、材料选择、工艺优化以及器件制备等多个方面，以实现更高效、稳定和可靠的光电二极管。

总结起来，光电二极管的特性研究涉及到结构、光电特性和性能优化等多个方面。

通过研究光电二极管的特性，可以深入了解其原理和工作机制，并且有助于优化器件性能，提高其应用性能。

未来随着科学技术的进步，光电二极管的特性研究将会更加深入，在光通信、光电传感器等领域将发挥更重要的作用。

光电探测器（光电二极管）光电探测器(光电二极管)本文介绍了光电与系统的组成，阐述了光电二极管的分类及原理，本文着重介绍了pn 光电二极管，及其结构原理。

1引言自年第一台红宝石激光器问世以来,古老的光学发生了革命性的变化与此同时,电子学也突飞猛进地向前发展.光学和电子学紧密联合形成了光电子学这一崭新的学科.由此发展起来的光电子高新技术, 已深入到人们生活的各个领域, 从光纤通信, 镭射唱盘到海湾战争中的现代化武器, 都和光电子技术密切相关.而光电探测器则是光电子系统中不可缺少的重要器件.可以毫不夸大地说, 没有光电探测器件, 就没有今天的光电子学系统2工作原理光电探测器的机理是光电效应原理，光电效应有三种：光电导效应，光生伏特效应，光电子发射效应。

光电导效应：在光照下，半导体吸收光子能量后，载流子的浓度增大，使材料的电导率增大，电阻率减小。

光生伏特效应：在光照下，p-n 结的两端产生电势差，当材料短接时能得到短路电流。

光电子发射效应：金属或半导体受光照射，如果光子能量足够大，可以使电子从材料表面逸出，成为真空中的自由电子。

利用这三种效应制作的光电探测器称为光子探测器。

除光子探测器外，光电探测器还有热探测器，其机理是材料因吸收光辐射能量使其自身温度升高，从而改变它的电学性能。

光电探测器的分类：2.1．pn 光电二极管2.1.1、空间电荷区考虑两块半导体晶体，n 型和p 型。

n 型：电子很多而空穴很少；p 型: 空穴很多而电子很少。

单独的n 型和p 型半导体是电中性的。

光电二极管pin 光电二极管雪崩光电二极管光电三极管光电池光敏电阻光电倍增管热释电探测器热敏电阻热电偶气动管当两块半导体结合形成p-n结时，由于存在载流子浓度梯度，导致了空穴从p 区到n区，电子从n区到p区的扩散运动。

从而在pn 结附近p区和n区两侧各自形成了一个负电荷区和正电荷区，这两个区域称为空间电荷区。

2.1.2．pn结光电探测器工作原理通常pn光电探测器要加反向偏压。

物理实验技术中的光电二极管特性测量与分析光电二极管是一种能够将光能转化为电能的器件，广泛应用在光电传感器、光通信、光电测量和光谱分析等领域。

在物理实验技术中，测量和分析光电二极管的特性对于研究光电效应、了解器件性能以及优化实验设计都具有重要意义。

一、光电二极管原理和基本特性光电二极管的原理是基于光电效应，利用光照射在PN结上产生电子-空穴对，使得PN结两端产生电压。

其关键特性包括响应频率、光电流、暗电流、光电流增益等。

测量这些特性需要合适的实验装置和方法来获取准确的结果。

二、光电二极管特性的测量方法1. 频响特性测量频响特性测量是评估光电二极管对光信号变化的响应速度的重要方法。

常用的实验装置包括函数发生器、光源和示波器。

通过改变函数发生器输入的正弦光信号频率，测量光电二极管输出的电流或电压的变化，从而得到频响特性曲线。

这些曲线反映了光电二极管的截止频率、带宽和相移等信息。

2. 光电流和暗电流测量光电流和暗电流是衡量光电二极管敏感度的重要指标。

光电流指的是光照射下二极管产生的输出电流，可以通过连接电流表或电流放大器进行测量。

而暗电流是指在没有光照射的情况下，二极管自身产生的微弱电流。

暗电流直接影响光电二极管的信噪比和稳定性，需要特殊的实验装置和方法进行测量。

三、光电二极管特性分析测量得到的光电二极管特性数据可以通过分析得到有关器件性能的重要信息。

以下是几个典型的分析方法：1. 截止频率和带宽分析利用频响特性曲线可以确定光电二极管的截止频率和带宽。

截止频率是指光电二极管对信号频率的响应达到3dB衰减的频率，可以通过对频响特性进行插值计算得到。

带宽是指光电二极管在特定条件下能够传输信号的频率范围，可以根据频响特性曲线的满足条件进行判断。

2. 光电流增益分析光电流增益是指光电二极管单位光功率入射时输出电流的增益。

可以通过将测得的光电流与已知的入射光功率相除得到。

光电流增益反映了光电二极管对光信号的放大效果，是评估器件性能的重要指标。

光电二极管特性参数的测量及原理应用1.光电二极管特性参数的测量方法（1）光电流和光敏面积的测量：光电二极管的光敏面积决定了其对光信号的接收能力，而光电流是光电二极管对光源产生的电流响应。

测量光电流可通过将光电二极管接入电路中，通过测量电流表的读数来获得。

光敏面积可通过显微镜测量方法来获得。

（2）响应时间的测量：光电二极管的响应时间是指其由光敏变化到电流输出的时间。

可以使用短脉冲光源和示波器来测量光电二极管的响应时间，记录光电流的变化曲线，从而得到响应时间。

（3）量子效率的测量：量子效率是指光束的能量能被光电二极管转换成电流的比例。

测量量子效率常采用比较法，即将待测光电二极管与一个标准光电二极管一起放入相同的光源中进行测量，通过比较两者输出的电流，计算出待测光电二极管的量子效率。

2.光电二极管特性参数的原理应用（1）光电二极管的灵敏度控制：测量光电流和光电二极管参数可以了解光电二极管的灵敏度，从而控制其在光电转换中的应用。

例如，在光电二极管应用于光通信中，可以通过测量光电流来确定光信号的强弱，进而控制光电二极管的灵敏度。

（2）光电二极管的功率测量：通过测量光电二极管的输出电流和光敏面积，可以计算出入射光的功率。

这在激光器功率测量和光学器件测试中非常常见。

（3）光电二极管的频率响应特性：通过测量光电二极管的响应时间，可以评估其对高频光信号的响应能力。

这在通信和雷达系统中具有重要应用，可以保证信号的准确传输和检测。

（4）光电二极管的光谱响应特性：测量光电二极管的光谱响应可以评估其对不同波长光的接收能力。

这在光学测量和光谱分析等领域都有广泛应用。

综上所述，光电二极管特性参数的测量及原理应用对于光电二极管的优化设计和应用具有重要意义。

通过测量光电流、光敏面积、响应时间、量子效率等参数，可以更好地了解光电二极管的特性，从而为光电转换和光信号检测提供基础支持。

同时，根据测量得到的参数，可以进一步控制光电二极管的灵敏度、测量光功率、评估频率响应和光谱响应等应用。

光电二极管的物理特性和应用研究光电二极管是一个重要的光电转换器件，可以将光信号转化为电信号或电信号转化为光信号。

光电二极管中的电子通过光激发来转换为电荷，形成电流输出。

光电二极管具有高响应速度、高灵敏度、小体积和低功耗等特点，是现代通信和光电领域中不可或缺的元器件之一。

光电二极管有两种类型：正向偏置和反向偏置。

正向偏置光电二极管可以输出直流电流信号，而反向偏置光电二极管则可以输出脉冲电信号。

正向偏置光电二极管是信号检测和面板照明的常见元件，而反向偏置光电二极管则主要应用于高速通信、雷达和光电计算机等领域。

在实际应用过程中，光电二极管的物理特性对其性能和应用有着很大的影响。

首先，光电二极管的响应速度是其最重要的特性之一。

它取决于光电二极管的结构和材料特性，以及光辐照的强度、波长和时间特性等。

响应速度越快，光电转换的效率越高，适用范围也就越广。

其次，光电二极管的灵敏度是另一个十分重要的特性。

它指的是单位光功率引起的单位电流输出。

灵敏度越高，表示光电转换的效率越高，对于光照弱的场合有着更好的应用价值。

因此，研究光电二极管的灵敏度特性对其性能优化和推广应用具有很大的意义。

除了物理特性之外，光电二极管的应用领域也非常广泛。

一般来说，光电二极管被广泛应用于通信、光信号检测、面板照明、安全监控和能源异构系统等领域。

例如，在通信应用中，光电二极管可以使用在调制解调器、激光器和接收器中。

此外，在单光子计数和霍尔效应测量中，也需要使用光电二极管。

在面板照明领域，光电二极管可以应用于暗场实验与调试、背光源、环境照明和光学检测中。

其中，背光源技术已经成为了当前液晶显示技术的主流之一。

光电二极管可以把电能转换为光能，为LCD平板显示设备提供高效节能的背光源。

在安全监控领域，光电二极管可以应用于白天和夜间视频监控，以及基于红外光的夜视和人脸识别。

由于光电二极管对红外辐射很敏感，因此常用于夜视和红外探测。

总体来说，光电二极管是一种功能强大的光电转换器件。

光电二极管特性参数的测量及原理应用1.响应时间的测量及原理应用：响应时间是光电二极管从接收到光信号到输出电流达到稳定状态所需的时间。

测量方法主要有脉冲法、步跳法和正弦法等。

脉冲法是通过给光电二极管加一个短脉冲光源，测量输出电流的上升时间和下降时间来确定响应时间。

步跳法是在连续光源作用下，逐步提高或降低光照强度，测量输出电流变化的时间来确定响应时间。

正弦法是通过给光电二极管加一个正弦光源，测量输出电流波形来确定响应时间。

响应时间的测量和研究可以用于优化光电二极管的响应速度，对于高速光通信和光测量等领域有重要应用。

2.光电流的测量及原理应用：光电流是光电二极管接收到光信号后产生的电流，可以通过电流表或电压表来测量。

测量时需要将光电二极管连接到电流表或电压表上，并将光源照射到光电二极管上。

光电流的大小和光源强度呈正比关系。

光电流的测量和研究可以用于光敏元件的特性评估和应用，比如光电转换器、光电探测器、光电放大器等。

3.光谱响应的测量及原理应用：光谱响应是指光电二极管在不同波长的光照下的响应情况。

测量光谱响应可以使用光谱仪或滤光片。

通过调节光源的波长和光强，测量光电二极管输出电流的变化，可以得到光谱响应曲线。

光谱响应的测量和研究可以用于分析光电二极管的光谱特性，优化光电二极管在不同波长范围内的应用，比如光通信、光谱分析等。

4.光敏度的测量及原理应用：光敏度是指光电二极管在单位光功率照射下产生的电流或电压。

光敏度的测量可以通过测量光电流和光功率来计算得到。

测量时，将光电二极管连接到电流表或电压表上，然后将光源照射到光电二极管上，测量输出电流和光功率，通过计算可以得到光敏度。

光敏度的测量和研究可以用于评估光电二极管的敏感程度和应用范围，比如光电转换器、光电探测器等。

综上所述，光电二极管特性参数的测量及原理应用是了解和评价光电二极管性能的重要手段，对于光电器件的研究和应用具有重要意义。

通过测量和研究光电二极管的响应时间、光电流、光谱响应和光敏度等参数，可以优化光电二极管的性能和应用范围，推动光电技术的发展。

光电二极管的特性及应用光电二极管是一种能够将光能转化为电能的器件，是光电转换技术中的重要组成部分。

它具有许多独特的特性和广泛的应用，对于现代科技的发展起着重要的推动作用。

首先，光电二极管具有高灵敏度。

在光照条件下，光电二极管可以产生大量的电流。

这是因为当光照射到光电二极管的表面时，光子会激发半导体中的电子，使其跃迁到导带中，产生电流。

因此，光电二极管可以实现对光的高度敏感，可被广泛应用于光电测量、光电传感等领域。

其次，光电二极管具有快速响应的特性。

由于光电二极管中的载流子迁移速度较快，所以其响应速度也相对较高。

在应用中，光电二极管可以实时检测到光的变化，并迅速输出相应的电信号。

这使得光电二极管在通信、光功率检测等领域有广泛的应用。

另外，光电二极管具有宽波长范围的特性。

不同类型的光电二极管对不同波长的光都具有一定的响应能力。

例如，硅制的光电二极管对可见光和近红外光具有良好的响应，而铟铍镓制的光电二极管则对中红外光具有较高的敏感度。

这使得光电二极管在光谱分析、光学传感等领域有着广泛的应用前景。

除了以上的特性，光电二极管还具有小尺寸、稳定性好和耐冲击等优点。

由于其结构简单、体积小巧，因此可以方便地集成到各种光学仪器中。

而且，光电二极管的工作稳定性较好，能够长时间保持其性能。

此外，光电二极管的响应时间短，对于快速变化的光信号也能够准确检测。

这些特点使得光电二极管在医学检测、光学通信、遥感测量等领域广泛应用，极大地推动了相关技术的发展。

在光电二极管的应用中，光电检测是其中最重要的一项。

光电检测主要是通过光电二极管对光信号的响应来实现对物体特性的检测和测量。

例如，在工业生产中，利用光电二极管可以实现对产品尺寸、颜色等参数的检测，从而提高生产效率和质量。

在安防监控领域，光电二极管可用于人体和物体的检测，实现智能监控和报警系统。

此外，光电二极管还可以应用于光学相机、光电耦合器件、光通信设备等众多领域。

光电二极管的特性及应用无疑为现代科技的发展提供了强大的支持。

实验20 半导体光电二极管伏安特性的测定半导体光电二极管在光测技术、光纤通信、自动检测和自动控制等技术领域中应用十分广泛。

了解光电二极管结构、工作原理、伏安特性及其测量技术，是学习和掌握近代科学技术必不可少的基础知识。

熟悉光电二极管的基本性能和掌握它在光电转换技术中的正确使用方法可为今后在科研设计中使用半导体光电二极管打下一定基础． 【实验目的】了解光电二极管结构及工作原理 熟悉光电二极管的基本性能 学习光电二极管伏安特性的测量技术 了解光电二极管在光电转换技术中的正确使用方法 【实验仪器】：MOE--A 型光电二极管伏安特性测试仪 电阻箱 电阻 导线等 【实验原理】：1. 半导体光电二极管的结构及工作原理半导体光电二极管除与普通的半导体二极管一样，具有一个 p-n 结外，表现还在其管壳上有一个能让光照射入其光敏区的窗口。

与普通二极管不同，它经常图1 光电二极管的结构及工作方式工作在反向偏置电压状态（如图1a 所示）或无偏压状态（如图1b 所示）。

在反偏电压状态下，p-n 结的空间电荷区的势垒增高、宽度加大、结电阻增加、结电容减小，所有这些均有利于提高光电二极管的高频响应性能。

无光照射时，反向偏置的p-n 结只有很小的反向漏电流，称为暗电流。

当有光子能量大于p-n 结半导体材料的带隙宽度Eg 的光波照射到光电二极管的管芯时，p-n 结各区域中的价电子吸收光能后将挣脱价键的束缚而成为自由电子，与此同时也产生一个自由空穴，这些由光照产生的自由电子空穴对统称为光生载流子。

在远离空间电荷区（亦称耗尽区）的p 区和n 区内，电场强度很弱，光生载流子只有扩散运动，它们在向空间电荷区扩散的途中因复合而被消失掉，故不能形成光电流。

形成光电流的主要靠空间电荷区的光生载流子，因为在空间电荷区内电场很强，在此强电场作用下，光生自由电子空穴对将以很高的速度分别向n 区和p 区运动，并很快越过这些区域到达电极沿外电路闭合形成光电流，光电流的方向是从二极管的负极流向它的正极，并且在无偏压短路的情况下与入射的光功率成正比，因此在光电二极管的p-n 结中，增加空间电荷区的宽度对提高光电转换效率有着密切关系。

光电二极管武汉搏盛科技有限公司陈帅电话：027-******** 159********QQ：1371029437以光导模式工作的结型光伏探测器称为光电二极管种类：PN结型光电二极管（也称PD）PIN结型光电二极管雪崩光电二极管（记为APD）肖特基势垒光电二极管光电三极管……定义：•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。

•由于硅器件较之锗器件暗电流温度系数小得多•制作硅器件采用平面工艺使其管芯很容易精确控制因此硅光电二极管得到广泛应用3硅光电二极管的结构硅光电二极管的两种典型结构，其中(a)是采用N型单晶硅和扩散工艺，称为p＋n结构。

它的型号是2CU型。

而(b)是采用P型单晶和磷扩散工艺，称n＋p结构。

它的型号为2DU型。

2CU型2DU型p+n结构硅光电二极管(2CU)反向电压偏置56硅光电二极管的封装光敏二极管光敏二极管的反向偏置接线及光照特性示意图•在没有光照时，由于二极管反向偏置，反向电流（暗电流）很小。

当光照增加时，光电流I Φ与光照度成正比关系。

光敏光敏二极二极管的反向偏置接法R L 光照光敏二极管外形包含1024个InGaAs元件的线性光电二极管阵列，可用于分光镜。

硅光电二极管的特性1.光谱特性2.伏安特性3.频率特性4.温度特性（1）光谱响应特性通常将其峰值响应波长的电流灵敏度作为光电二极管的电流灵敏度。

硅光电二极管的电流响应率通常在0.4~05µA/µWSi光电二极管光谱响应范围：0.4~1.1µm峰值响应波长约为0.9 µm（2）伏安特性由图可见，在低反压下电流随光电压变化非常敏感。

这是由于反向偏压增加使耗尽层加宽、结电场增强，它对于结区光的吸收率及光生裁流子的收集效率影响很大。

当反向偏压进一步增加时，光生载流子的收集已达极限，光电流就趋于饱和。

这时，光电流与外加反向偏压几乎无关，而仅取决于入射光功率。

光电二极管在较小负载电阻下，入射光功率与光电流之间呈现较好的线性关系。

实验五APD光电二极管特性测试一、实验内容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、实验目的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、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。

光电二极管（Photo-Diode）和普通二极管一样，也是由一个PN结组成的半导体器件，也具有单方向导电特性。

但在电路中它不是作整流元件，而是把光信号转换成电信号的光电传感器件。

原理：普通二极管在反向电压作用时处于截止状态，只能流过微弱的反向电流，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。

光电二极管是在反向电压作用下工作的，没有光照时，反向电流极其微弱，叫暗电流；有光照时，反向电流迅速增大到几十微安，称为光电流。

光的强度越大，反向电流也越大。

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。

PN型特性：优点是暗电流小，一般情况下，响应速度较低。

用途：照度计、彩色传感器、光电三极管、线性图像传感器、分光光度计、照相机曝光计。

PIN型特性：缺点是暗电流大，因结容量低，故可获得快速响应。

用途：高速光的检测、光通信、光纤、遥控、光电三极管、写字笔、传真。

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10MΩ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。

主要技术参数：1.最高反向工作电压；2.暗电流；dark current 也称无照电流光电耦合器的输出特性是指在一定的发光电流IF下，光敏管所加偏置电压VCE与输出电流IC之间的关系，当IF=0时，发光二极管不发光，此时的光敏晶体管集电极输出电流称为暗电流，一般很小。

实验一光电二极管特性实验实验原理:光电二极管又叫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。

光敏二极管结构见图9-1。

光电二极管结构实验仪器：CSY10G型实验仪实验所需部件:光敏二极管、稳压电源、负载电阻、遮光罩、光源、电压表(自备4 1/2位万用表).、微安表、（照度计，自备或另购）实验步骤:光电二极管测量电路图1伏安特性:光电二极管两端所加的电压与光电流之间的关系。

按照图8-2分别测得偏压为2V、4V、6V、8V、10V时的光电流，并采用蓝色LED光源照明，照度值值必须为同一个数值(用照度计测量)，该值可自己选取，选定后记录下来，为lux。

于是测得不同偏压时光电流变化的情况。

将所测得的结果填入表格。

2光电特性：光电二极管的光电特性在一定的电压作用下，光电二极管的光电流与照射光通量的关系为光电特性见图所示。

调动蓝色LED有四个不同的发光照度值(用照度计测量)并记录下来，再测出对应的电二极管的电流值，注意此时光电二极管必须为同一个偏压数值，记录为_________V。

将所测数据记入下表：3、光谱特性：几种光电二极管的光谱特性用不同的材料制成的光电二极管有着不同的光谱特性，见图光电二极管的光谱特性曲线。

当不同波长的入射光照到光电二极管的光敏面上，光电二极管就有不同的灵敏度。

实验中用不同波长的LED（红、黄、绿、蓝、橙白）作为光源，在保证这些LED光源出射的照度值不变(此照度值可自己选定，选定后记录为_____________lux)，并且保证光电二极管偏压不变(此偏压值可自己选定，选定后记录为_____________V)情况下，测得不同偏压时光电流变化的情况，将测得的数据记入下表，此为光电二极管的光谱特性曲线：实验二光纤传感器实验光纤位移传感器原理实验原理:本实验仪中所用的为传光型光纤传感器,光纤在传感器中起到光的传输作用，因此是属于非功能性的光纤传感器。

工作总结实验报告 / / 光电池/光敏电阻/光电二极管特性参数的测量指导人：朱小姐实验类型：工作检验及年终总结实验地点：搏盛科技光电子半导体实验室实验目的：销售技能的考察，产品及相关知识的了解情况，年终总结实验日期：2011 年 12 月 26 日姓名：陈帅职位：销售工程师手机号：159******** Email: chenshuaisz1688@ 概述光电效应是指入射光子与探测器材料中的束缚电子发生相互作用，使束缚电子变成为自由电子的效应。

光电效应分为内光电效应与外光电效应两类。

入射光子引起探测器材料表面发射电子的效应称为外光电效应。

入射光子激发的载流子（电子或空穴）仍保留在材料内部的效应称为内光电效应。

内光电效应器件有光电导探测器（例如光敏电阻）、光生伏特器件（光电池、光电二极管、光电三极管）。

实验内容测量三种内光电效应器件（光敏电阻、光电池、光电二极管）的特性参数。

注意事项 a 做实验请关灯，以达到良好的测量效果。

b 拆卸数据线时不要用力硬拽，拆不下来请转个角度拆。

c 请在自己的实验桌上做实验，不要到别的实验桌旁干扰同事做实验，更不要动他人的仪器。

d 请勿触摸光学镜片的表面。

e 测量时不要碰导线，否则数据不稳定。

更不能用力拉扯导线，导致接头脱落。

f 实验完毕关闭所有电源开关。

实验报告报告开头请填入姓名、职位、手机号、实验日期。

实验完成后，请将报告打印出来，在有实验数据、图表的页脚签名，然后交到朱小姐办公桌上。

Word 文件请以“实验报告+姓名”命名，发到朱小姐邮箱。

请在元旦节前完成。

签名: 第 1页光敏电阻的特性曲线测量一. 目的要求测量 CdS（硫化镉）光敏电阻的伏安特性和光照特性。

实验要求达到： 1、使用 Excel 或绘图软件 Origin 绘制出伏安特性特性曲线 2、绘制出光照特性曲线 3、理解光敏电阻的光电特性二. 实验原理某些物质吸收了光子的能量产生本征吸收或杂质吸收，从而改变了物质电导率的现象称为物质的光电导效应。

光电二极管（Photodiode）是一种半导体器件，具有以下特点：
光电转换：光电二极管能够将光能转换为电能。

当光照射到光电二极管的PN结区域时，光子的能量会激发电子跃迁，产生电荷载流子。

这种光电转换的特性使得光电二极管能够用于光信号检测和光能转换的应用。

快速响应：光电二极管具有较快的响应速度，能够迅速响应光信号的变化。

这使得光电二极管适用于高速光通信、光测量和光电检测等需要快速响应的应用领域。

可逆性：光电二极管的光电转换过程是可逆的，即它既可以将光能转换为电能，也可以将电能转换为光能。

这种可逆性使得光电二极管可以用作光发射器件，如LED（发光二极管）。

灵敏度调节：光电二极管的灵敏度可以通过控制电流或电压来调节。

通过调节工作点电流或反向偏置电压，可以调整光电二极管对光的敏感程度，以适应不同光强度的检测需求。

低噪声：光电二极管具有较低的噪声特性，能够在低光强度条件下提供较高的信噪比。

这使得光电二极管在弱光信号检测和低噪声应用中具有优势。

小尺寸和可靠性：光电二极管的尺寸小、结构简单，且具有较高的可靠性和稳定性。

这使得它们易于集成和应用于各种光电子设备中。

光电二极管具有光电转换、快速响应、可逆性、灵敏度调节、低噪声、小尺寸和可靠性等特点，使其在光电子学、通信、测量和检测等领域得到广泛应用。

光电二极管特性测量一、引言市场上的光电二极管被广泛应用于各种光学、通信以及工业领域。

为了确保光电二极管在电路中的正常工作，需要对其特性进行准确的测量和分析。

本文旨在介绍光电二极管的基本原理以及特性测量的方法。

二、光电二极管基本原理光电二极管也称为光敏二极管，是一种能将光信号转换为电信号的半导体器件。

其工作原理是基于光生电流效应，当光线照射到PN结上时，产生光生载流子，进而形成电流。

三、特性测量方法1. 器件准备在进行光电二极管特性测量之前，需要做好器件的准备工作，包括选择合适的测量仪器和配套电路，确保测量环境的稳定性等。

2. 静态特性测量静态特性测量是指在恒定光照条件下，测量光电二极管的伏安特性曲线。

通过改变外加电压，记录光电二极管的电流与电压之间的关系，以评估器件的导通特性。

3. 动态特性测量动态特性测量是指对光电二极管在不同光强下的响应时间进行测量。

通过施加短脉冲光信号，记录器件的响应时间，评估其动态性能。

4. 光谱特性测量光电二极管的光谱特性是指器件对不同波长光信号的响应能力。

通过改变入射光的波长，记录器件的光电流值，得到光电二极管的光谱响应曲线。

四、结论光电二极管特性测量是评估器件性能的重要手段，通过对其静态、动态和光谱特性的测量，可以全面了解光电二极管在实际应用中的表现。

研究人员和工程师可以根据测量结果对器件进行优化，提高其性能和稳定性，推动光电子技术的发展。

参考文献[1] XXX. (Year). Title. Journal, Pages.[2] XXX. (Year). Title. Journal, Pages.。