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法学光电二极管和光敏晶体管的区别
光电二极管和光敏晶体管都是将光能转换为电能的半导体电子器件。由于它们的功能相似，因此人们可能会在这两种器件之间感到困惑。光电二极管和光敏晶体管都能感知光源发出的光并产生电信号，其强度与光的强度对应。但是，这两种器件在许多方面都大不相同。
在本文中，我们将重点介绍光电二极管和光敏晶体管之间所有显著的区别。让我们从一些基础知识开始，以便更容易理解它们之间的区别。
光电二极管和光敏晶体管之间最显著的区别在于，光电二极管是将光能转换为电能的PN结半导体二极管，而光敏晶体管是将光能转换为电能的双极结型晶体管（通常是NPN晶体管）。所有其他显著的区别都列在下表中。
什么是光电二极管？
光电二极管是一种将光能转换为电能的PN结半导体二极管。光电二极管的工作原理是基于光电导原理。根据光电导原理，当一束高能光照射到光电二极管的PN结时，它会在结处产生载流子（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。光电二极管有两个端子，即阳极和阴极。在光电二极管的情况下，阳极连接到电池的负极，阴极连接到电池的正极以进行充电。
一旦光电二极管的PN结受到高能光的照射，它就会提高结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朝着相反的方向移动。因此，电子和空穴的移动产生电流。光电二极管产生的电流与光的强度成正比，即高强度的光产生大量的电子-空穴对，因此电流也越大。
光电二极管广泛应用于太阳能电池板、安全设备、自动快门控制、光纤链路、X射线检测等。
什么是光敏晶体管？
光敏晶体管是一种可以将光能转换为电能的半导体双极结型晶体管。它具有三个半导体区域，即发射极、基极和集电极。发射极和集电极与金属触点连接以形成发射极和集电极端子，而基极区域则制成透明的以使其暴露在光线下。因此，普通晶体管和光敏晶体管唯一的区别在于光敏晶体管具有光敏基极区域。
当特定强度的一束光照射到光敏晶体管的基极区域时，它会打开晶体管并使其导通。输出电流的幅度取决于入射光的强度。
典型的光敏晶体管结构被不透明的外壳覆盖，以防止光子散射。当光敏晶体管的基极吸收光子的能量时，它会产生电子-空穴对。这些电子-空穴对减小了结处的耗尽区宽度。结果，多数载流子开始从发射极区域移动到集电极区域。
在光敏晶体管中，少量光能就能产生较大的集电极电流。因此，光敏晶体管可以用于开关以及借助光能放大电信号。光敏晶体管的一个重要特性是它只能正向偏置。
光敏晶体管广泛应用于穿孔卡阅读器、电信号控制、安全系统、光开关控制、信号放大等。
光电二极管和光敏晶体管的区别
光电二极管和光敏晶体管都是具有相似功能的光敏半导体器件。但是，它们之间存在以下表格中列出的几个区别。
| 区别依据 | 光电二极管 | 光敏晶体管 |
|---|---|---|
| 定义 | 光电二极管是一种将光能转换为电能的半导体PN结二极管。 | 光敏晶体管是一种将光能转换为电能的两端或三端双极结型晶体管。 |
| 电路符号 |
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|
| 端子 | 光电二极管有两个端子，即阳极和阴极。 | 光敏晶体管可能根据设计有两个或三个端子，分别是发射极、基极和集电极。 |
| 半导体区域 | 光电二极管有两个半导体区域，即P型阳极区域和N型阴极区域。 | 光敏晶体管有三个半导体区域，即发射极、基极和集电极。 |
| PN结数 | 光电二极管只有一个PN结。 | 光敏晶体管包含两个PN结。 |
| 类型 | 光电二极管没有进一步的分类。 | 光敏晶体管有两种类型，即NPN和PNP。 |
| 偏置 | 光电二极管始终在反向偏置模式下使用。 | 光敏晶体管始终在正向偏置模式下使用。 |
| 主要功能 | 光电二极管的主要功能是将光能转换为电能。 | 光敏晶体管执行两个功能，即开关和放大。 |
| 灵敏度 | 光电二极管的灵敏度相对较低。 | 光敏晶体管具有高灵敏度。这是由于晶体管的放大系数。 |
| 响应时间 | 光电二极管的响应时间较短。因此，它的响应速度很快。 | 光敏晶体管的响应时间较长。因此，它的响应速度较慢。 |
| 是否需要外部电源 | 光电二极管不需要外部电源即可工作。 | 光敏晶体管需要外部电源才能工作。 |
| 成本 | 光电二极管的成本较低。 | 晶体管的成本相对较高。 |
| 应用 | 光电二极管广泛用于太阳能电池板发电。它们还应用于光纤通信、物体计数器、烟雾探测器、安全设备、自动快门控制等。 | 光敏晶体管用于光检测、打印机、遥控器、红外探测器、穿孔卡阅读器、安全系统、高速公路照明控制、继电器等。 |
结论
从以上讨论和比较可以看出，光电二极管和光敏晶体管都是光学操作的半导体器件，用于将光能转换为电能。因此，两者都用作光控固态开关器件。
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