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圖1.1 - 21穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路
(2)光電二極管
在光的照射下，半導(dǎo)體中激發(fā)產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，改變了半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力。反之，在
某些半導(dǎo)體中，當(dāng)半導(dǎo)體中自由電子和空穴復(fù)合時(shí)，產(chǎn)生光的輻射，且不同半導(dǎo)體材料，輻
射不同顏色的光。例如，磷砷化鎵( GaAsP)發(fā)紅光或黃光，磷化鎵(GaP)發(fā)紅光或綠
光，氮化鎵( GaN)發(fā)藍(lán)光，砷化鎵(GaAs)發(fā)不可見的紅外光等。
利用上述光電轉(zhuǎn)換原理，可以制成各種光電二極管，如發(fā)光二極管、光敏二極管和光電
耦合囂等。 i
1)發(fā)光二極管
發(fā)光二極管（Light - Emitting Diode簡(jiǎn)寫為L(zhǎng)ED）是由電能轉(zhuǎn)換為光能的一種半導(dǎo)體器
件。它由PN結(jié)組成，其結(jié)構(gòu)示意圖、電路符號(hào)和伏安特性如圖1.1- 22所示。
輻射光PN結(jié)
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┃ 25 ┃ ┃
┃ -6 -4 -2 ┃ ┃
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圖1.1 - 22發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖和電路符號(hào)
當(dāng)外加正偏時(shí)，P型半導(dǎo)體接電源的正極，N型半導(dǎo)體接電源的負(fù)極，半導(dǎo)體中的自由
16電子技術(shù)基礎(chǔ)
電子與空穴復(fù)合而發(fā)光。
發(fā)光二極管的伏安特性與普通二極管相似，它的正向?qū)妷涸?. 35~2-5 V之間，其
反向截止電壓約在3—6 v之間。發(fā)光二極管的發(fā)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(shí)，亮度的增加趨緩。通常發(fā)光二極管的典型工作電流為10—nA。
發(fā)光二極管廣泛用來構(gòu)成七段數(shù)字顯示器，用七只發(fā)光二極管排列成8字形，控制各段
發(fā)光二極管的通斷可顯示0—9的10個(gè)數(shù)字。控制通斷的電路如圖1.1 - 23所示。(a)所示
為共陽(yáng)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(shù)字顯示器電路接法
(a)共陽(yáng)極；(b)共陰極
2)光敏二極管
光敏二極管是光能轉(zhuǎn)換為電能的j種半導(dǎo)體器件，它有一個(gè)能受到光輻射的PN結(jié)，通
常是由硅半導(dǎo)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(jié)構(gòu)和符號(hào)
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—————————————一
（光子）組成，當(dāng)這樣的光子進(jìn)入PN結(jié)后，便會(huì)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(duì)地產(chǎn)生自由電子和空穴j它們將對(duì)流過
PN結(jié)的電流產(chǎn)生影響。這種作用過程稱為內(nèi)部的光電效應(yīng)。
光電效應(yīng)的大小取決于半導(dǎo)體材料、照射光的波長(zhǎng)和照度，總之，半導(dǎo)體材料在光的照
射下，，由內(nèi)部的光電效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)電載流子。
光敏二極管工作在反向偏置狀態(tài)，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(dǎo)體的材料性質(zhì)和環(huán)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(zhǎng)與照度E。成正比關(guān)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(tài)，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
‘圣10_1
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(gè)輻射光發(fā)射器和一個(gè)輻射光接收器組成，它們都被封裝在一個(gè)不透
光的外殼內(nèi)，以防正外界的干擾，如圖1.1 - 26所示。它運(yùn)用紅外線發(fā)光二極管作為輻射光
發(fā)射器。輻射光接收器也稱之為檢測(cè)器，根據(jù)不同的應(yīng)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(fā)光二極管的輸入電流，，來產(chǎn)生的，它在光敏二極管的PN結(jié)作用后，
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民用航空器維修基礎(chǔ)系列教材 電子技術(shù)基礎(chǔ)(11)
