初级模拟电路：1-7 特殊用途二极管
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1. 发光二极管
发光二极管（light-emitting diode），简称LED，是最经常使用的一种特殊二极管，它在正偏时能够发出可见光或非可见光（红外发光二极管），其电路符号以下：ui
图 1-7.01 spa
LED的基本工做原理是这样的：前面在讲PN结原理时曾经介绍过，当一些价电子吸取到外界的热能或光子时，会使本身能级提升，进而跃升到导带称为自由电子。反过来，当导带的自由电子跌落到价带与空穴复合时，也会释放出热能或光子。普通二极管释放的是热能，而发光二极管释放的是光子。设计
前面还分析过，在PN结正偏导通时，N区的自由电子穿过PN结进入P区后，会与P区的空穴复合，而后做为价带电子一路运动到电源正极。当LED中N区的自由电子穿过PN结，与P区的空穴复合的时候，就会释放出光子，进而发出可见光。htm
至于LED发出的颜色，主要取决于不一样半导体材料的能隙级别，下表是LED颜色与其构成的半导体材料的对照表：blog
| 颜色 | 半导体材料 | 典型正偏电压 |
|---|---|---|
| 红色 | 磷砷化镓（GaAsP） | 1.8 V |
| 橙色 | 磷砷化镓（GaAsP） | 2.0 V |
| 黄色 | 铝铟磷化镓（AlInGaP） | 2.1 V |
| 绿色 | 磷化镓（GaP） | 2.2 V |
| 白色 | 氮化镓（GaN） | 4.1 V |
| 蓝色 | 氮化镓（GaN） | 5.0 V |
表 1-7.01 ci
长期以来，人们能用的LED只有红、橙、黄、绿4种颜色，因此通常作电路设计时会将LED的典型平均工做点假设为VF=2V，IF=20mA。文档
大约在20世纪90年代之后，蓝色光和白色光的LED前后被发明出来，在表中能够看到，蓝色和白色LED的正偏电压要明显高于之前的LED，因此通常假设白光LED的VF=4V，蓝光LED的VF=5V，正偏电流仍为IF=20mA。（在上面1-4小节的案例中，咱们已经实例计算设计过LED的点亮电路了，可回看案例1-4-1，以加强印象。）get
通常来讲，LED的发光强度随着正偏电流的增大而增大，但电流增大到必定程度后就会饱和，此时发光强度再也不增大，具体设计时仍是要以数据手册提供的曲线和数据为准。it
最后须要注意一下的是，LED的反向击穿电压比较小，典型值只有3~5V，而普通二极管的反向击穿电压通常都高达几十伏到几百伏，这个在LED设计时要注意保护。
2. 光敏二极管
光敏二极管（phtodiode）的工做原理与发光二极管相反，在没有光照的时候，其反偏电流接近于0，当有光照在PN结上时，其耗尽层内的原子会吸取外部光子能量而产生新的“电子-空穴”对，而后在反偏电压的推进下造成反偏电流，反偏电流随光强度的增大而增大。光敏二极管的电路符号以下图所示：
图 1-7.02
光敏二极管的偏置电压和偏置电流通常记为Vλ和Iλ，其伏安曲线和光照度的关系见下图所示：
图 1-7.03
在无光照时的反偏电流称为暗电流（dark current），当光照增长时，反向电流会增大，Lux（勒克斯）为照度单位。在图中能够看到，不一样光照度下光敏二极管的伏安曲线几乎是等间距的，所以，在固定的反偏电压下，反偏电流与光照度几乎是正比线性关系，见下图所示：
图 1-7.04
在应用中，经常用红外LED和光敏二极管组成对管，来制做红外遥控收发电路，这个咱们之后在讲单片机的时候再详细讲。
3. 太阳能电池
太阳能电池（solar cell）也是一种特殊的PN结二极管，它与光敏二级管最大的不一样在于，太阳能电池不须要外部反偏电压，只要有光照，它就能本身造成电势差，当链接上外部负载时，它就能自发造成电流。
太阳能电池做为一种PN结，单个能产生的电压不高，仅在0.5V~0.6V左右，通常在应用中会将多个太阳能电池串联起来以得到更高的电压。
4. 变容二极管
变容二极管（varicap diode）也叫变容管（varactor），它的结电容会随着反偏电压的大小而变化，一般用于无线收音机和通讯系统的电子谐调电路中。
无线接收机通常经过调节谐振电路的电容值来实现对不一样频率信号的选频，之前的可变电容都是机械式的，须要经过机械旋钮来调节可变电容两块极板间的距离，来达到改变电容值得的效果。后来的变容二极管能够实现电子式调整，当反偏电压增大时，耗尽层增厚，至关于电容的两块极板间的距离增大，于是电容值减少；反之则电容值增大。
变容二极管的电路符号以下图所示：
图 1-7.05
关于电路符号这里多说几句，如今世界上主要通行两种电路符号体系标准，一种是IEC（国际电工委员会）制定的的符号体系标准，另外一种是IEEE（国际电气与电子工程师学会）制定的符号体系标准。欧洲大部分国家用的是IEC符号体系，美国用的是IEEE符号体系，我国的国标（GB/T 4728.5）电路符号标准与IEC兼容，但并不强制，“/T”的意思是“推荐”。考虑到美国的电子工业水平要比欧洲发达的多，不少技术资料和文档用的都是IEEE体系符号，因此两种都要能看懂。
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