S-80840ANNP-ED4-T2在少数载流子在PN结附近积累和消散的过程,所以电容效应非常小,工作速度非常快,特别适合于高频或开关状态应用。

由于肖特基二极管的耗尽区只存在于N型半导体一侧(金属是良好导体,势垒区全部落在半导体一侧),相对较薄,故其正向导通门坎电压和正向压降都比PN结二极管低(约低0.2Ⅴ),如图3.5.6b所示。

但是,也由于肖特基二极管的耗尽区较薄,所以反向击穿电压比较低,大多不高于bOⅤ,最高仅约100Ⅴ,且反向漏电流比PN结二极管大。

光电子器件,虽然模拟和数字电子技术中,广泛地应用半导体二极管和三极管电路来作信号处理,但是光信号在信号传输和存储等环节中应用也愈来愈广泛。例如在电话、计算机网络,声像演唱机用的CD或ⅤCD,计算机光盘CD-R0M,甚至于在船舶和飞机的导航装置中均采用现代化的光电子系统。光电子系统的突出优点是,抗干扰能力较强,可大量地传送信息,而且传输损耗小,工作可靠。它的主要缺点在于,光路比较复杂,光信号的操作与调制需要精心的设计。

光信号和电信号的接口需要一些特殊的光电子器件,下面分别予以简要介绍。

光电二极管的结构与PN结二极管类似,但在它的PN结处,通过管壳上的一个玻璃窗口能接收外部的光照。这种器件的PN结在反向偏置状态下运行,它的反向电流随光照强度的增加而上升。图35,7a是光电二极管的符号,图b是它的电路模型,而图c则是它的特性曲线。其主要特点是,它的反向电光电二极管(a)符号 (b)电路模型 (c)特性曲线流与照度成正比,灵敏度的典型值为0,1uA/1x①数量级。

光电二极管可用来作为光的测量,是将光信号转换为电信号的常用器件。

发光二极管通常用元素周期表中Ⅲ、Ⅴ族元素的化合物,如砷化镓、磷化镓等制成。这种管子通过电流时将发出光来,这是由于电子与空穴直接复合而放出能量的结果。光谱范围是比较窄的,其波长由所使用的基本材料而定。图3.5.8表示发光二极管的符号。几种常见发光材料的二极管主要参数如表3.5.2所示。工作电流一般为几个毫安到十几毫安之间。发光二极管常用来作为显示器件,除单个使用外.也常作成七段式或矩阵式器仵。例如,很多大型显示屏都是由矩阵式发光二极管构成的。

发光二极管的另一种重要用途是将电信号变为光信号,通过光缆传输,然后再用光电二极管接收,再现电信号。图3.5.9表示一发光二极管发射电路通过光缆驱动一光电二极管电路。在发射端一个0~5Ⅴ的脉冲信号通过500Ωlx(勒)为照度(E)的单位。发光二极管的主要特性,注:cd(坎)发光强度的单位。Rs=500Ω发光二极管,发射电路的电阻作用于发光二极管(LED①),这个驱动电路可使LED产生一数字光信号,并作用于光缆。由LED发出的光约有⒛%耦合到光缆。在接收端,传送的光中,约有80%耦合到光电二极管,以至在接收电路的输出端复原为0~5Ⅴ电平的数字信号。

激光二极管,光电二极管通常用于接收由光缆传来的光信号,此时光缆用作光传输线,它是玻璃或塑料制成的。若传输的光限于单色的相干性的波长,则光缆传输更为有效。相干性的光是一种电磁辐射,其中所有的光子具有相同的频率且同相位。相干的单色光信号可以用激光二极管来产生。如图3.5,10a所示,激光二极管的物理结构是在发光二极管的结间安置一层具有光活性的半导体,其端面经过抛光后具有部分反射功能,因而形成一光谐振腔。在正向偏置的情况下,LED结发射出光来并与光谐振腔相互作用,从而进一步激励从结上发射出单波长的光。同时,光在光谐振腔中产生振荡并被放大,形成激光。这种光的物理性质与材料有关。

半导体激光二极管的工作原理,理论上与气体激光器相同。但气体激光器所发射的是可见光,而激光二极管发射的则主要是红外线。这与所用的半导体材料(如砷化镓等)的物理性质有关,图3.5.10b是激光二极管的符号。激光二极管在小功率光电设备中得到广泛的应用,如计算机上的光盘驱动器、激光打印机中的打印头等。

注入电流抛光面半导体激光工极管(a)物理结构 (b)符号,系Llght-emi△ng Dode的缩写。