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图1.1 - 21稳压管稳压电路
(2)光电二极管
在光的照射下，半导体中激发产生电子一空穴对，改变了半导体的导电能力。反之，在
某些半导体中，当半导体中自由电子和空穴复合时，产生光的辐射，且不同半导体材料，辐
射不同颜色的光。例如，磷砷化镓( GaAsP)发红光或黄光，磷化镓(GaP)发红光或绿
光，氮化镓( GaN)发蓝光，砷化镓(GaAs)发不可见的红外光等。
利用上述光电转换原理，可以制成各种光电二极管，如发光二极管、光敏二极管和光电
耦合嚣等。 i
1)发光二极管
发光二极管（Light - Emitting Diode简写为LED）是由电能转换为光能的一种半导体器
件。它由PN结组成，其结构示意图、电路符号和伏安特性如图1.1- 22所示。
辐射光PN结
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图1.1 - 22发光二极管的结构示意图和电路符号
当外加正偏时，P型半导体接电源的正极，N型半导体接电源的负极，半导体中的自由
16电子技术基础
电子与空穴复合而发光。
发光二极管的伏安特性与普通二极管相似，它的正向导通电压在1. 35~2-5 V之间，其
反向截止电压约在3—6 v之间。发光二极管的发光亮度与通过的正向电流成正比地增加，
但正向电流过大时，亮度的增加趋缓。通常发光二极管的典型工作电流为10—nA。
发光二极管广泛用来构成七段数字显示器，用七只发光二极管排列成8字形，控制各段
发光二极管的通断可显示0—9的10个数字。控制通断的电路如图1.1 - 23所示。(a)所示
为共阳极连接，(b)所示为共阴极连接，R为限流电阻。
图1.1 - 23七段数字显示器电路接法
(a)共阳极；(b)共阴极
2)光敏二极管
光敏二极管是光能转换为电能的j种半导体器件，它有一个能受到光辐射的PN结，通
常是由硅半导体材料按平面型二极管的工艺来制造，如图1.1 - 24所示。光是由微小的粒子
N
图1.1 - 24光敏二极管的结构和符号
——————————————————————————————————』堡二堕拟电子技术基础17
—————————————一
（光子）组成，当这样的光子进入PN结后，便会将它的能量赋给电子，而电子接受到足够
的能量后，就能够挣脱原子轨道的束缚，于是便成对地产生自由电子和空穴j它们将对流过
PN结的电流产生影响。这种作用过程称为内部的光电效应。
光电效应的大小取决于半导体材料、照射光的波长和照度，总之，半导体材料在光的照
射下，，由内部的光电效应会产生导电载流子。
光敏二极管工作在反向偏置状态，在没有光照的情况下，流过光敏二极管的只是很微弱
的暗电流（无照电流），它是由半导体的材料性质和环境温度来决定的。在有光照的情况
下，其电流（亮电流或光电流，P）的增长与照度E。成正比关系，如图1.1 - 25所示。从特
性曲线可以看出，光敏二极管工作在反向偏置状态，流过它的电流随着照度的增大而增大。
它具有变阻特性。
101
100
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10-2
10-3
图1.1 - 25光敏二极管的特性曲线
10i l02 103
Ev /lx
3)光电耦合器
光电耦合器是由一个辐射光发射器和一个辐射光接收器组成，它们都被封装在一个不透
光的外壳内，以防正外界的干扰，如图1.1 - 26所示。它运用红外线发光二极管作为辐射光
发射器。辐射光接收器也称之为检测器，根据不同的应用范围，可以采用光敏二极管、光敏
晶体管或光敏可控硅元件。
图1.1 - 26光电耦合器
光的辐射是通过发光二极管的输入电流，，来产生的，它在光敏二极管的PN结作用后，
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民用航空器维修基础系列教材 电子技术基础(11)
