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法學光電二極體和光敏電晶體的區別
光電二極體和光敏電晶體都是將光能轉換為電能的半導體電子器件。由於它們的功能相似，因此人們可能會在這兩種器件之間感到困惑。光電二極體和光敏電晶體都能感知光源發出的光併產生電訊號，其強度與光的強度對應。但是，這兩種器件在許多方面都大不相同。
在本文中，我們將重點介紹光電二極體和光敏電晶體之間所有顯著的區別。讓我們從一些基礎知識開始，以便更容易理解它們之間的區別。
光電二極體和光敏電晶體之間最顯著的區別在於，光電二極體是將光能轉換為電能的PN接面半導體二極體，而光敏電晶體是將光能轉換為電能的雙極結型電晶體（通常是NPN電晶體）。所有其他顯著的區別都列在下表中。
什麼是光電二極體？
光電二極體是一種將光能轉換為電能的PN接面半導體二極體。光電二極體的工作原理是基於光電導原理。根據光電導原理，當一束高能光照射到光電二極體的PN接面時，它會在結處產生載流子（電子和空穴）。這些載流子從光中獲得能量並移動。因此，光電二極體中載流子的移動導致電流流過二極體。
光電二極體設計為在反向偏置模式下工作。光電二極體有兩個端子，即陽極和陰極。在光電二極體的情況下，陽極連線到電池的負極，陰極連線到電池的正極以進行充電。
一旦光電二極體的PN接面受到高能光的照射，它就會提高結的溫度並導致在耗盡區產生電子和空穴。這些電子和空穴從光中獲得能量並朝著相反的方向移動。因此，電子和空穴的移動產生電流。光電二極體產生的電流與光的強度成正比，即高強度的光產生大量的電子-空穴對，因此電流也越大。
光電二極體廣泛應用於太陽能電池板、安全裝置、自動快門控制、光纖鏈路、X射線檢測等。
什麼是光敏電晶體？
光敏電晶體是一種可以將光能轉換為電能的半導體雙極結型電晶體。它具有三個半導體區域，即發射極、基極和集電極。發射極和集電極與金屬觸點連線以形成發射極和集電極端子，而基極區域則製成透明的以使其暴露在光線下。因此，普通電晶體和光敏電晶體唯一的區別在於光敏電晶體具有光敏基極區域。
當特定強度的一束光照射到光敏電晶體的基極區域時，它會開啟電晶體並使其導通。輸出電流的幅度取決於入射光的強度。
典型的光敏電晶體結構被不透明的外殼覆蓋，以防止光子散射。當光敏電晶體的基極吸收光子的能量時，它會產生電子-空穴對。這些電子-空穴對減小了結處的耗盡區寬度。結果，多數載流子開始從發射極區域移動到集電極區域。
在光敏電晶體中，少量光能就能產生較大的集電極電流。因此，光敏電晶體可以用於開關以及藉助光能放大電訊號。光敏電晶體的一個重要特性是它只能正向偏置。
光敏電晶體廣泛應用於穿孔卡閱讀器、電訊號控制、安全系統、光開關控制、訊號放大等。
光電二極體和光敏電晶體的區別
光電二極體和光敏電晶體都是具有相似功能的光敏半導體器件。但是，它們之間存在以下表格中列出的幾個區別。
| 區別依據 | 光電二極體 | 光敏電晶體 |
|---|---|---|
| 定義 | 光電二極體是一種將光能轉換為電能的半導體PN接面二極體。 | 光敏電晶體是一種將光能轉換為電能的兩端或三端雙極結型電晶體。 |
| 電路符號 |
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| 端子 | 光電二極體有兩個端子，即陽極和陰極。 | 光敏電晶體可能根據設計有兩個或三個端子，分別是發射極、基極和集電極。 |
| 半導體區域 | 光電二極體有兩個半導體區域，即P型陽極區域和N型陰極區域。 | 光敏電晶體有三個半導體區域，即發射極、基極和集電極。 |
| PN接面數 | 光電二極體只有一個PN接面。 | 光敏電晶體包含兩個PN接面。 |
| 型別 | 光電二極體沒有進一步的分類。 | 光敏電晶體有兩種型別，即NPN和PNP。 |
| 偏置 | 光電二極體始終在反向偏置模式下使用。 | 光敏電晶體始終在正向偏置模式下使用。 |
| 主要功能 | 光電二極體的主要功能是將光能轉換為電能。 | 光敏電晶體執行兩個功能，即開關和放大。 |
| 靈敏度 | 光電二極體的靈敏度相對較低。 | 光敏電晶體具有高靈敏度。這是由於電晶體的放大係數。 |
| 響應時間 | 光電二極體的響應時間較短。因此，它的響應速度很快。 | 光敏電晶體的響應時間較長。因此，它的響應速度較慢。 |
| 是否需要外部電源 | 光電二極體不需要外部電源即可工作。 | 光敏電晶體需要外部電源才能工作。 |
| 成本 | 光電二極體的成本較低。 | 電晶體的成本相對較高。 |
| 應用 | 光電二極體廣泛用於太陽能電池板發電。它們還應用於光纖通訊、物體計數器、煙霧探測器、安全裝置、自動快門控制等。 | 光敏電晶體用於光檢測、印表機、遙控器、紅外探測器、穿孔卡閱讀器、安全系統、高速公路照明控制、繼電器等。 |
結論
從以上討論和比較可以看出，光電二極體和光敏電晶體都是光學操作的半導體器件，用於將光能轉換為電能。因此，兩者都用作光控固態開關器件。
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