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法律研究LED 和光电二极管的区别
LED 和光电二极管都是基于半导体的电子器件，其功能是通过光能和电能的相互作用来实现的。LED 将电能转换为光能，而光电二极管将光能转换为电能。因此，LED 和光电二极管在工作方式上存在很大差异。
在本文中，我们将重点介绍 LED 和光电二极管之间所有主要差异。让我们首先了解一些基础知识，以便更容易理解它们之间的区别。
什么是 LED？
LED 代表发光二极管。LED 本质上是一种 PN 结半导体二极管，当对其供电时会发出光。LED 的工作原理基于电致发光原理。电致发光原理指出，当电场与物质的原子间粒子相互作用时，就会发出光。这种发出的光可能是可见光、紫外线或红外线。
LED 与普通的半导体二极管一样，也包含一个 PN 结，唯一的区别是 LED 的 PN 结被透明材料覆盖，以便在正向偏置时将发出的光从结点引导出来。在实践中，用于制造 LED 的最常见的半导体材料是砷化镓、磷化铟、磷化镓等。用于 LED 制造的材料的选择是基于发出的光的颜色。
典型的 LED 包含两个电极，即阳极和阴极。阳极是连接到 P 区的金属端子，而阴极是连接到 N 区的金属触点。当阳极连接到电池的正极，阴极连接到电池的负极时，则称 LED 为正向偏置，因此会发出光。应始终牢记，LED 的反向偏置会导致其永久损坏。
LED 发光主要是由于器件中载流子（即空穴和电子）的复合。也就是说，当 LED 正向偏置时，外部施加的电场会加速电子和空穴向 PN 结移动，在那里它们会发生复合。由于复合，能量以热量（在 LED 中非常小）和光的形式释放。
LED 广泛应用于多种应用中，例如普通照明、车辆前照灯、手电筒、显示屏等。
什么是光电二极管？
一种将光能转换为电能的 PN 结半导体二极管称为光电二极管。光电二极管的工作原理基于光电导原理。根据光电导原理，当一束高能量的光照射到光电二极管的 PN 结时，会在结点产生载流子（电子和空穴）。这些载流子从光中获得能量并移动。因此，光电二极管中载流子的移动导致电流流过二极管。
光电二极管设计为在反向偏置模式下工作。与 LED 一样，光电二极管也具有两个端子，即阳极和阴极。在光电二极管的情况下，阳极连接到负极，阴极连接到要充电的电池的正极。
一旦光电二极管的 PN 结受到高能量光的照射，就会提高结点的温度并导致在耗尽区产生电子和空穴。这些电子和空穴从光中获得能量并向相反的方向移动。因此，电子和空穴的移动会产生电流。光电二极管产生的电流与光的强度成正比，即高强度的光会产生大量的电子-空穴对，从而产生大的电流。
光电二极管用于多种实际应用中，例如太阳能电池板、安全设备、自动快门控制、光纤链路、X 射线检测等。
LED 和光电二极管的区别
LED 和光电二极管都是 PN 结半导体二极管，但它们之间存在一些差异，如下表所示：
| 差异依据 | LED | 光电二极管 |
|---|---|---|
| 定义 | 将电能转换为光能的 PN 结半导体二极管称为 LED（发光二极管）。 | 将光能转换为电能的 PN 结半导体二极管称为光电二极管。 |
| 工作原理 | LED 基于电致发光原理工作。 | 光电二极管基于光电导原理工作。 |
| 电路符号 |
|
|
| 偏置模式 | LED 仅在正向偏置下工作。 | 光电二极管仅在反向偏置下工作。尽管它们也可以正向偏置。 |
| 主要功能 | LED 的主要功能是发光。 | 光电二极管的主要功能是发电。 |
| 半导体材料 | LED 由砷化镓 (GaAs)、磷化镓 (GaP)、磷化铟 (InP) 等半导体材料制成。 | 大多数光电二极管由硅、锗和砷化铟镓等材料制成。 |
| 漏电流 | LED 不会出现漏电流，因为它们始终正向偏置。 | 在没有外部光线的情况下，光电二极管存在漏电流。这种漏电流称为暗电流。 |
| 反向偏置的影响 | LED 的反向偏置会导致其永久损坏。 | 反向偏置不会损坏光电二极管，因为它专门设计用于在反向偏置下工作。 |
| 物理结构 | LED 被透明材料（如环氧树脂）覆盖，呈圆顶状结构，以便将光散射到各个方向。 | 光电二极管的结构包含一个透镜，用于将光聚焦到 PN 结上。 |
| 无输入时的输出 | 在 LED 的情况下，在没有电输入的情况下，没有光输出。 | 在光电二极管中，当输入光不可用时，存在少量电输出，即暗电流。 |
| 应用 | LED 用于区域照明、显示屏、车辆前照灯、指示灯、手电筒等。 | 光电二极管用于太阳能电池板、光耦合器、光通信、自动快门控制、烟雾探测器以及许多其他光敏应用。 |
结论
LED 和光电二极管之间最显着的区别在于它们的功能方式。LED 将电能转换为光能，而光电二极管将光能转换为电能。
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