光敏二极管是一种常见且具有代表性的光电器件，其结构简单。其中，PN结光敏
二极管是最基本的光电器件之一，因其具有高响应速度、低暗电流和结电容等特性，在光电检测、传感、安全检查等各个领域得到广泛应用。
一、结构
光敏二极管可分为两种结构形式：以P型硅为衬底的2DU型，以N型硅为衬底的2CU型。
示意图（a）展示了2DU型光敏二极管的原理结构。
示意图（b）说明了光敏二极管的工作原理。
示意图（c）展示了光敏二极管的电路符号。
2CU型光敏二极管采用N型硅单晶制造，根据尺寸大小可分为不同型号，如2CU1、2CU-2、2CU3等（见图1（a））。这种类型的光敏二极管通常通过金属管壳进行封装，并带有透镜窗口。管壳底部有两个电极引线，分别与光敏面（P型层）和N型衬底相连。光线经过窗口进入后，通过透镜聚焦在光敏面上。由于透镜的聚光作用增强了光照强度，因此可以产生较大的光电流。
2DU型硅光电二极管是由P型硅单晶制成的，根据外形尺寸不同可分为2DUA、2DUB等类型，其中2DUA型尺寸较小（见图1(b)）。2DU型硅光电二极管通常采用陶瓷树脂封装，并且窗口没有透镜。该类二极管具有三个引线，分别称为前极、后极和环极（见图1(b)）。前极连接到光敏区域（N型区），后极连接到衬底（P型区），而环极则是设计用于减小暗电流并提高二极管稳定性的另一个电极。暗电流指的是在无光照下，处于最高工作电压时反向漏电的电流。我们希望暗电流越小越好，这样可以提高二极管的稳定性，并增强其对检测微弱光的能力。
二、基本特性
通过光电二极管的电流方程，可以得到不同偏置电压下的输出特性曲线。
光电二极管的工作范围应位于图中的第3象限和第4象限。在光电技术中，通常重新定义电流和电压的正方向，将特性曲线***为所示。重新定义后的电流和电压的正方向均与PN结内建电场的方向相同。
（1）光谱响应特性
通常，以峰值响应波长处的电流灵敏度作为光电二极管的电流灵敏度。硅光电二极管的电流响应率通常在0.4~0.5mA/mW之间。硅光电二极管的光谱响应范围为0.4~1.1mm，峰值响应波长约为0.9mm。
（2）伏安特性
从图中可以看出，在低反向偏压下，电流对光电压的变化非常敏感。这是因为增加反向偏压会导致耗尽层扩展和结电场增强，从而对结区光的吸收率和光生载流子的收集效率产生重大影响。当进一步增加反向偏压时，光生载流子的收集已经达到极限，光电流趋于饱和状态。此时，光电流与外部反向偏压几乎无关，只取决于入射光功率。
在较小的负载电阻下，光电二极管的光电流与入射光功率之间呈现较好的线性关系。图示了在一定的负偏压下，光电二极管的光电流输出特性。
(3) 频率响应特性
光电二极管的频率响应特性主要受以下三个因素影响：
(a) 光生载流子在耗尽层附近的扩散时间；
(b) 光生载流子在耗尽层内的漂移时间；
(c) 由与负载电阻RL并联的结电容Ci所决定的电路时间常数。
光电二极管的频率响应优于光电导探测器，适合用于快速变化的光信号检测。
关键词：罗姆二极管
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