光敏二极管与三极管详解：光电传感器的结构与应用

光敏二极管和光敏三极管是光电传感器的重要组成部分，它们属于光电效应器件，利用光能转换为电能，广泛应用于光信号的检测和测量。光电二极管的基本结构为PN结，其特点是结面积小，这使得它们具有出色的频率响应特性。光生电势与光电池相似，但光电二极管的输出电流相对较小，一般在几微安到几十微安之间，适合于低电流应用。 常见的光电二极管材料包括硅、砷化镓和锑化铟等，根据结构的不同，可分为同质结和异质结。其中，同质结硅光电二极管是常见的一种，国产硅光电二极管按衬底材料导电类型分为2CU（N-Si）和2DU（P-Si）系列，前者仅有两条引线，后者则有三条。 在光电传感器领域，光谱分析是关键。光的波长范围从极远紫外线到远红外线，每个波段对应特定的光子能量。例如，可见光的波长范围在380-780纳米，而近红外线和远红外线则分别涵盖更长的波长。白炽灯是最常见的光源，如钨丝灯，其发出的连续光谱适用于多种光敏元件，尽管效率低、寿命短。气体放电灯如汞灯、钠灯等则具有特定的光谱分布，常用于提供单色光源。 光电传感器的核心功能是将光信号转换为电信号，这种转换可以通过外光电效应（光照射半导体时，电子逸出形成电流）或内光电效应（光子被吸收后，导致半导体内部载流子数量变化）来实现。新型光电传感器可能结合了先进的材料和设计，提升了性能和灵敏度。 在实际应用中，光敏传感器广泛用于工业自动化、安全监控、环境监测、通信系统等多个领域。例如，光电传感器可以用于自动门禁系统中的红外线感应，或者在光通信中作为光接收器。光敏二极管和光敏三极管在光电技术中扮演着至关重要的角色，它们的特性和性能直接影响到整个光电检测系统的性能和效率。