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  圖1.1 - 21穩壓管穩壓電路
    (2)光電二極管
    在光的照射下，半導體中激發產生電子一空穴對，改變了半導體的導電能力。反之，在
某些半導體中，當半導體中自由電子和空穴復合時，產生光的輻射，且不同半導體材料，輻
射不同顏色的光。例如，磷砷化鎵( GaAsP)發紅光或黃光，磷化鎵(GaP)發紅光或綠
光，氮化鎵( GaN)發藍光，砷化鎵(GaAs)發不可見的紅外光等。
    利用上述光電轉換原理，可以制成各種光電二極管，如發光二極管、光敏二極管和光電
耦合囂等。    i
  1)發光二極管
  發光二極管（Light - Emitting Diode簡寫為LED）是由電能轉換為光能的一種半導體器
件。它由PN結組成，其結構示意圖、電路符號和伏安特性如圖1.1- 22所示。
輻射光PN結
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    圖1.1  - 22發光二極管的結構示意圖和電路符號
當外加正偏時，P型半導體接電源的正極，N型半導體接電源的負極，半導體中的自由
16電子技術基礎
電子與空穴復合而發光。
    發光二極管的伏安特性與普通二極管相似，它的正向導通電壓在1. 35~2-5 V之間，其
反向截止電壓約在3—6 v之間。發光二極管的發光亮度與通過的正向電流成正比地增加，
但正向電流過大時，亮度的增加趨緩。通常發光二極管的典型工作電流為10—nA。
    發光二極管廣泛用來構成七段數字顯示器，用七只發光二極管排列成8字形，控制各段
發光二極管的通斷可顯示0—9的10個數字。控制通斷的電路如圖1.1  - 23所示。(a)所示
為共陽極連接，(b)所示為共陰極連接，R為限流電阻。
圖1.1  - 23七段數字顯示器電路接法
    (a)共陽極；(b)共陰極
  2)光敏二極管
  光敏二極管是光能轉換為電能的j種半導體器件，它有一個能受到光輻射的PN結，通
常是由硅半導體材料按平面型二極管的工藝來制造，如圖1.1  - 24所示。光是由微小的粒子
N
圖1.1  - 24光敏二極管的結構和符號
——————————————————————————————————』堡二墮擬電子技術基礎17
    —————————————一
（光子）組成，當這樣的光子進入PN結后，便會將它的能量賦給電子，而電子接受到足夠
的能量后，就能夠掙脫原子軌道的束縛，于是便成對地產生自由電子和空穴j它們將對流過
PN結的電流產生影響。這種作用過程稱為內部的光電效應。
    光電效應的大小取決于半導體材料、照射光的波長和照度，總之，半導體材料在光的照
射下，，由內部的光電效應會產生導電載流子。
    光敏二極管工作在反向偏置狀態，在沒有光照的情況下，流過光敏二極管的只是很微弱
的暗電流（無照電流），它是由半導體的材料性質和環境溫度來決定的。在有光照的情況
下，其電流（亮電流或光電流，P）的增長與照度E。成正比關系，如圖1.1  - 25所示。從特
性曲線可以看出，光敏二極管工作在反向偏置狀態，流過它的電流隨著照度的增大而增大。
它具有變阻特性。
    101
    100
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    10-2
    10-3
圖1.1  - 25光敏二極管的特性曲線
10i  l02 103
Ev /lx
  3)光電耦合器
  光電耦合器是由一個輻射光發射器和一個輻射光接收器組成，它們都被封裝在一個不透
光的外殼內，以防正外界的干擾，如圖1.1 - 26所示。它運用紅外線發光二極管作為輻射光
發射器。輻射光接收器也稱之為檢測器，根據不同的應用范圍，可以采用光敏二極管、光敏
晶體管或光敏可控硅元件。
    圖1.1  - 26光電耦合器
光的輻射是通過發光二極管的輸入電流，，來產生的，它在光敏二極管的PN結作用后，
　
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