光电二极管的封装允许光、红外线、紫外线或 X 射线辐射到达设备的敏感区域。随着光电二极管表面积的增加，响应时间通常会缩短。光电二极管在反向偏压下工作。在科学和工业仪器中，光电二极管用于测量光强度，无论是其本身还是作为另一个属性的代理。红外光束上编码的数据(如家庭遥控器中的数据)可以由光电二极管接收。为了在没有直接金属连接的情况下跨电路传输信号，可以利用光电二极管来创建光耦合器。

超过 40 个应用集成了红外固态光源。其中一些应用预计将推动 IR LED 和 LD 市场在未来五年蓬勃发展!光通信是红外光源最古老的应用之一。现在，由于互联网数据的爆炸性增长以及物联网(IoT)、云服务和自动驾驶汽车的出现，红外光源市场将持续受到驱动。在增材应用的推动下，红外光源的工业应用也有望在未来几年产生高回报。传统红外光源(例如 IR LED)开始被 VCSEL 取代，从而降低功耗。

红外发光二极管(LED) 不像其他 LED 那样用于照亮屏幕和监控;相反，它通常用于非视觉应用和夜间照明。红外LED的应用取决于其纳米(nm)或波长，常见的使用范围为808nm至940nm。红外线 LED 器件在日常生活中广泛应用于电视遥控器和自动读卡器中。红外LED的用途可分为直射式和反射式两种，红外LED与接收二极管相互作用的方式决定了LED的用途。

光电二极管由半导体材料制成。最流行的选择是硅 (Si) 或砷化镓 (GaAs)，其他包括锑化铟 (InSb)、砷化铟 (InAs)、硒化铅 (PbSe) 和硫化铅 (PbS)。这些材料吸收特定波长范围内的光，例如：硅为 250 nm 至 1100 nm，GaAs 为 800 nm 至 2.0 ?m。当光的光子被吸收时，它会激发一个电子并产生一对电荷载流子——一个电子和一个空穴，其中空穴只是半导体晶格中不存在电子的情况。当电荷载流子分离并沿相反方向移动时，电流通过半导体。光电二极管的技巧是在光子感应的电荷载流子有机会重新组合之前，在电极处以电流或电压的形式收集它们。

光电二极管是用于将光转换为电能的半导体。也称为光电探测器、光传感器或光探测器，它们由于其特定的设计和结构而能够执行此功能。光电二极管最基本、最重要的部分之一是 pn 结。这是两层半导体材料之间的空间，p 型层具有大量空穴，而 n 型层充满电子。尽管光电二极管有多种类型，但这是器件设计的一致元素，通常称为耗尽层。当设备没有检测到光时，设备内产生的电流非常少(通常接近于零)。这被称为光电二极管的“暗电流”，并且会随着设备灵敏度的增加而减少。当设备检测到光能(通常高于称为带隙的特定设定水平)时，会产生新的空穴和电子，从而在 pn 结中产生电流。

光电二极管是许多基于光的测量中最流行的传感器类型之一。吸收光谱和发射光谱、颜色测量、浊度、气体检测等应用都依赖光电二极管进行精密光测量。光电二极管产生与照射其活动区域的光成比例的电流。大多数测量应用涉及使用跨阻放大器将光电二极管电流转换为输出电压。图 1 显示了该电路的简化原理图。

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