光電二極管又稱(chēng)光敏二極管。制造一般光電二極管的材料幾乎全部選用硅或鍺的單晶材料。由于硅器件較鍺器件暗電流、溫度系數(shù)都小得多，加之制作硅器件采用的平面工藝使其管芯結(jié)構(gòu)很容易精確控制，因此，硅光電二極管得到了廣泛應(yīng)用。

? ? ?光電二極管的結(jié)構(gòu)及原理分析

　　光電二極管的結(jié)構(gòu)和普通二極管相似，只是它的PN結(jié)裝在管殼頂部，光線通過(guò)透鏡制成的窗口，可以集中照射在PN結(jié)上，圖1（a）是其結(jié)構(gòu)示意圖。光敏二極管在電路中通常處于反向偏置狀態(tài)，如圖1（b）所示。

　　PN結(jié)加反向電壓時(shí)，反向電流的大小取決于P區(qū)和N區(qū)中少數(shù)載流子的濃度，無(wú)光照時(shí)P區(qū)中少數(shù)載流子（電子）和N區(qū)中的少數(shù)載流子（空穴）都很少，因此反向電流很小。但是當(dāng)光照射PN結(jié)時(shí)，只要光子能量hv大于材料的禁帶寬度，就會(huì)在PN結(jié)及其附近產(chǎn)生光生電子—空穴對(duì)，從而使P區(qū)和N區(qū)少數(shù)載流子濃度大大增加。這些載流子的數(shù)目，對(duì)于多數(shù)載流子影響不大，但對(duì)P區(qū)和N區(qū)的少數(shù)載流子來(lái)說(shuō)，則會(huì)使少數(shù)載流子的濃度大大提高，在反向電壓（P區(qū)接負(fù)，N區(qū)接正）作用下，反向飽和漏電流大大增加，形成光電流，該光電流隨入射光照度的變化而相應(yīng)變化。光電流通過(guò)負(fù)載RL時(shí)，在電阻兩端將得到隨人射光變化的電壓信號(hào)如果入射光的照度改變，光生電子—空穴對(duì)的濃度將相應(yīng)變動(dòng)，通過(guò)外電路的光電流強(qiáng)度也會(huì)隨之變動(dòng)，光敏二極管就把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成了電信號(hào)。

　　測(cè)量光電二極管的暗電流

　　測(cè)量光電二極管的暗電流，必須在一個(gè)不透光的密閉容器中進(jìn)行，所以作者選擇了熱電致冷器件作為控溫器件，它具有體積小、效率高等優(yōu)點(diǎn)。要獲得光電二極管暗電流的溫度特性參數(shù)，必須在一個(gè)溫度范圍內(nèi)每隔$t℃進(jìn)行恒溫控制來(lái)測(cè)量暗電流。又因?yàn)楣怆姸O管暗電流非常小，在10-13～10-12A量級(jí)，所以設(shè)計(jì)關(guān)鍵有兩點(diǎn)：

　　（1）恒溫控制;

　　（2）微電流測(cè)量。

　　本設(shè)計(jì)用熱電致冷器件、溫度探測(cè)器和一個(gè)反饋放大電路構(gòu)成恒溫控制系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)了一個(gè)微電流計(jì)來(lái)精確測(cè)量暗電流。