原创 光电二极管和光电晶体管的区别

2022-4-20 14:46 4897 12 12 分类: EDA/ IP/ 设计与制造

光电二极管和光电晶体管经常因为它们相似的操作而相互混淆。两者都是基于半导体的组件,用于感测光强度并将其转换为电信号,但它们完全不同。

在进入光电二极管和光电晶体管之间的差异列表之前,让我们先讨论它们的基础知识。 

什么是光电二极管?

光电二极管是一种将光能转化为电能的光敏二极管。它由硅或锗制成。它是一种利用光电效应原理工作的单PN结器件。

光电二极管具有与普通PN 结二极管类似的结构,只是结暴露在光线下。透镜用于将光聚焦在接合处。当光照射到结时,它会产生以相反方向流向阳极和阴极的电子-空穴对。结果,称为光电流的电流流过连接的电路。

光电二极管设计为在反向偏压下工作。

光电二极管的特点

  • 它是一种光敏PN结二极管。
  • 它将光能转化为电能。
  • 它有两个终端;阳极和阴极。
  • 它具有与普通PN结二极管类似的结构,只是有一个光敏暴露结。
  • 它可用于正向和反向偏置。
  • 它产生电压和电流。
  • 它主要用于太阳能电池,利用太阳能为电气设备供电。
什么是光电晶体管?

光电晶体管是一种光敏晶体管,用于放大转换光能产生的光电流。根据设计,它是一个二端或三端设备。它可以是由三层制成的 BJT(双极结型晶体管)或 FET(场效应晶体管)。

它有三个区域;发射极、集电极和基区。与普通 BJT 相比,集电极区域具有较大的面积。基区暴露在光线下。光通过也聚焦光的透镜进入基区。由于光电效应,光子粒子撞击结并释放电子-空穴对。电子-空穴对产生由晶体管放大的基极电流。

输出或集电极电流取决于基极电流,其幅度取决于光强度。因此,集电极电流与击中晶体管的光强度成正比。

它有两个类似于BJT 晶体管的 PN 结。

光电晶体管的特点

  • 它是一种光敏晶体管,可以放大光能产生的电流。
  • 它将光能转化为电能并放大电能。
  • 它有两个或三个端子,具体取决于其设计。
  • 它具有与晶体管类似的结构,只是它具有光敏基区。
  • 它仅在正向偏置中连接。
  • 它具有放大由光产生的电流的电流增益。
  • 由于放大系数,它具有非常高的灵敏度
  • 它需要电源才能运行。
  • 主要用于检测或感应光强。
光电二极管和光电晶体管之间的主要区别
光电二极管光电晶体管
光电二极管是一种将光能转换为电能的半导体元件。光电晶体管是放大由光能产生的电流的半导体元件。
它基本上是一个光敏 PN 结二极管,带有用于光的开口或外露结。它基本上是一个带有暴露基区的光敏 BJT 晶体管。
它由 2 层半导体材料制成它由 3 层半导体材料制成
它由单个 PN 结制成。它有两个PN结形成NPN或PNP结构。
它只有两个端子,即阳极和阴极。根据设计,它有两个或三个端子。
它可以配置为正向和反向偏置。它用于前向偏置。
它仅将光能转换为电流。它还使用外部源放大电流。
与光电晶体管相比,它的灵敏度较低。由于放大系数,它更敏感。
它具有快速的响应时间。它的响应时间相对较慢。
它不需要电源即可运行。它需要具有适当偏置的电源才能运行。
它同时产生电流和电压。它只产生电流。
它很便宜。它比光电二极管贵。
光电二极管用于使用太阳能电池将太阳能转换为电能。光电晶体管用于感测光传感器中的光。
光电二极管与光电晶体管的比较

定义

  • 光电二极管是一种将光能转换为电能的半导体元件。
  • 光电晶体管是放大由光能产生的电流的半导体元件。

功能

  • 光电二极管用于将光或太阳能转换为电能。
  • 光电晶体管用于感应光。

结构

  • 光电二极管由2层半导体构成,形成PN结构。
  • 光电晶体管由 3 个交替的半导体层组成,形成 NPN 或 PNP 结构。

终端

  • 光电二极管只有阳极和阴极两个端子。
  • 光电晶体管具有三个端子;发射极、基极和集电极。

偏向

  • 光电二极管可以正向和反向偏置连接。
  • 光电晶体管仅以正向偏置连接。

输出

  • 光电二极管的输出是电流和电压
  • 光电晶体管的输出只有电流。

灵敏度

  • 与光电晶体管相比,光电二极管的灵敏度较低。
  • 光电晶体管由于其放大系数而更加敏感。

响应时间

  • 光电二极管的响应时间非常快。
  • 光电晶体管的响应时间相对较慢。

成本

  • 光电二极管很便宜。它不需要额外的电源即可运行。相反,它充当电源。
  • 光电晶体管很贵。它还需要一个具有适当偏置的额外电源来检测光。

应用

  • 光电二极管主要用于将太阳能转换为电能,但也用于在光纤通信、物体计数器等应用中感测光。
  • 光电晶体管主要用于检测光,它们可用于打印机、CD-ROM、遥控器、继电器等。
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