光电二极管工作在第四象限等效电路

Question

图一

图二

请教一下。光电二极管工作在第四象限的等效电路不是图一右下角电路吗。但是为什么模电书上光电二极管工作在第四象限时候的等效电路没有偏置电压加在上边

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

光电二极管是一种特殊的二极管，它能将光能量转化为电信号。在不同的工作条件下，它的伏安特性曲线会有所不同，这主要取决于外加电压的方向以及是否有光照。

图1描绘的是光电二极管的伏安特性曲线，其中(a)部分展示了光电二极管在有光照情况下的伏安特性，可以看到随着电压从负向正方向变化，电流逐渐增加，这是因为在光照下，PN结会产生电子-空穴对，这些载流子会在电场的作用下流动，形成电流。

(b)部分展示了光电二极管在第一象限的工作原理，即在正向电压作用下，光电效应使得电流增加，此时的电流除了二极管的暗电流之外，还包含由光照产生的光电流。

(c)部分是工作在第三象限的情况，当施加反向电压且足够大时，由于雪崩倍增效应，尽管是反向偏置，但电流依然存在，这是因为高电场下，少数载流子被加速撞击晶格产生新的电子-空穴对，导致电流增大。

(d)部分是图1中未明确指出的第四象限工作情况，通常情况下，光电二极管不会工作在第四象限，因为这里的电压和电流都是负的，意味着没有外部电源供电，并且也没有光照提供额外的载流子。然而，在某些极端情况下，比如在非常高的反向电压下，可能会发生隧道效应或其他非线性现象，但这并不是标准的光电二极管工作模式，也不是常见的讨论点。

对于图2，它描述了光电二极管的反压特性，随照度增加，光电二极管的开路电压（UR）也相应增加，表明在更高的照度下，光电二极管可以产生更大的电压。

至于您提到的"等效电路没有偏置电压加在上面"的问题，实际上，图1中右下角的图形并没有具体表示出工作在第四象限的等效电路，它更像是一个简化的二极管模型。在实际应用中，光电二极管确实可能在各种不同的偏置条件下工作，包括第一象限的正向偏置（用于探测光照）、第二象限的零偏置（在没有光照的情况下，电流很小）和第三象限的反向偏置（用于雪崩倍增）。但在第四象限，由于缺乏外部电源供电，实际工作中很少见到这样的情况。

如果您想了解特定条件下的光电二极管等效电路，比如如何设计一个基于光电二极管的光敏电路，那将涉及到具体的偏置电阻和其他元件的选择，这可能需要根据实际应用场景进行详细的分析和计算。如果您能提供更具体的应用场景或者问题，我可以为您提供更精确的帮助。