1.1发光二极管的基本概念

发光二极管简称为发光二极管。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。论文网

发光二极管单向导通性

发光二极管只能往一个方向导通（通电），叫作正向偏置（正向偏压），当电流流过时，电子与空穴在其内复合而发出单色光，这叫电致发光效应，而光线的波长、颜色跟其所采用的半导体材料种类与掺入的元素杂质有关。具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源不及的优点。白光发光二极管的发光效率，在近几年来已经有明显的提升，同时，在每千流明的购入价格上，也因为投入市场的厂商相互竞争的影响，而明显下降。虽然越来越多人使用发光二极管照明作办公室、家具、装饰、招牌甚至路灯用途，但在技术上，发光二极管在发光转换效率(有效照度对用电量的比值)上仍然低于新型的荧光灯，是国家以后发展民用的去向！

发光二极管（Photo-Diode）和普通二极管一样，也是由一个PN结组成的半导体器件，也具有单方向导电特性。但在电路中它不是作整流元件，而是把光信号转换成电信号的发光传感器件。

1.2发光二极管的种类

PN型

特性：优点是暗电流小，一般情况下，响应速度较低。

用途：照度计、彩色传感器、发光三极管、线性图像传感器、分光光度计、照相机曝光计。

PIN型

特性：缺点是暗电流大，因结容量低，故可获得快速响应

用途：高速光的检测、光通信、光纤、遥控、发光三极管、写字笔、传真

发射键型

特性：使用Au薄膜与N型半导体结代替P型半导体

用途：主要用于紫外线等短波光的检测

雪崩型

特性：响应速度非常快，因具有倍速做用，故可检测微弱光

用途：高速光通信、高速光检测

2 发光二极管的原理及其应用

2.1发光二极管基本原理

普通二极管在反向电压作用时处于截止状态，只能流过微弱的反向电流，发光二极管在设计和制作时尽量使PN结的面积相对较大，以便接收入射光。发光二极管是在反向电压作用下工作的，没有光照时，反向电流极其微弱，叫暗电流；有光照时，反向电流迅速增大到几十微安，称为发光流。光的强度越大，反向电流也越大。光的变化引起发光二极管电流变化，这就可以把光信号转换成电信号，成为发光传感器件。

工作原理

发光二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。它的核心部分也是一个PN结，和普通二极管相比，在结构上不同的是，为了便于接受入射光照，PN结面积尽量做的大一些，电极面积尽量小些，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。

发光二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时，反向电流很小（一般小于0.1微安），称为暗电流。当有光照时，携带能量的光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子---空穴对，称为光生载流子。

它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。这种特性称为“发光导”。发光二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫发光流。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。