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从结构到功能：深入理解发光二极管与光电二极管的核心区别
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从结构到功能：深入理解发光二极管与光电二极管的核心区别

从物理结构看两者本质差异

虽然发光二极管和光电二极管都属于半导体二极管家族，但它们的设计目标截然不同。前者追求高效发光，后者追求灵敏光响应。

一、材料与能级设计

1. LED材料：
LED常用GaAs（砷化镓）、GaN（氮化镓）、InGaN（铟镓氮）等化合物半导体，其能带结构有利于电子与空穴复合释放光子。

2. 光电二极管材料：
常用硅（Si）或锗（Ge）材料，其能带结构适合吸收特定波长的光子并产生电子-空穴对，从而形成电流。

二、工作模式对比

特性 发光二极管（LED） 光电二极管
工作模式 正向偏置 反向偏置或零偏置
能量转换方向 电 → 光 光 → 电
典型输出 可见光/红外光 微弱电流信号
响应速度 较快（纳秒级） 极快（皮秒至纳秒级）

三、实用识别技巧总结

1. 观察外观：透明封装 + 发光 = LED；深色封装 + 不发光 = 光电二极管。

2. 使用万用表测试：
LED在正向导通时会发光，光电二极管在光照下会有电流变化，但在黑暗中无反应。

3. 参考数据手册：通过型号查询官方资料，可准确区分器件类型。

四、常见误区提醒

  • 误将高亮度白光LED当作光电传感器——实际上它不具备光敏能力。
  • 认为所有发光器件都能接收光信号——只有专门设计的光电二极管才具备该功能。
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