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光电二极管和磁敏二极管的工作原理

供稿:中国工控网 2016/4/13 11:36:57

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  • 关键词: 二极管原理 光电二极管 磁敏二极管
  • 摘要:光电二极管是典型的结型光探测器.具有量子噪声低、响应快,使用方便等优点,广泛用于激光探测器。磁敏二极管在磁场强度的变化下,其电流发生变化,便可实现磁电转换.而且由上可见腐复合面与光滑面的复合串差别愈大,磁敏二极管的灵敏度也就越高。

1、光电二极管的工作原理

光电二极管是典型的结型光探测器.具有量子噪声低、响应快,使用方便等优点,广泛用于激光探测器。

根据P-n结的整流原理,当p区加正电位,n区加负电位后.势垒高度下降,势垒区变窄,阻止n区电子和p区空穴的能力下降,因而通过的电流增加,这时电流随外加电压呈指数关系上升,当外加电压方向反问时,势垒高度增加,势垒区加宽,电流趋于饱和。如果光子在P-n结附近激发了电子—空穴对,势垒区的电场将把电于扫向n区,空穴扫向p区,形成光电流卜同时势垒区一侧一个扩散长度内的光生载流子先向势垒区扩做,然后在势垒区电场的作用下也参与导电,当入射光强度变化时,光生载流子的浓度及通过外回路的光电流也随之发生相应的变化,这种变化在入射光强很大的动态范围内仍能保持线性关系。

2、磁敏二极管的工作原理

当磁敏二极管未受到外界磁场作用时,外加正偏压,如图(a)所示,则有大量的空穴从P区通过I区进入N区,同时也有大量电子注入P区,形成电流。只有少量电子和空穴在I区复合掉。

当磁敏二极管受到外界磁场H’(正向磁场)作用时,如图(b)所示,则电子和空穴受到洛伦兹力的作用而向r区偏转,由于r区的电子和空穴复合消失速度比光滑面I区快,因此形成的电流因复合速度快而成小。


  当磁敏二极管受到外界磁场H—(反向磁场)作用时,如图(c)所示,电子—空穴对受到洛伦兹力作用向光滑面偏转,电子—空穴的复合率明显威小,因而形成的电流变大。(磁敏二极管反向偏置时,仅流过很微小电流,几乎与磁场无关。)
  利用磁敏二极管在磁场强度的变化下,其电流发生变化,便可实现磁电转换.而且由上可见腐复合面与光滑面的复合串差别愈大,磁敏二极管的灵敏度也就越高。


审核编辑(王雪)
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