发光二极管与光电二极管的核心区别解析：工作原理、应用领域与技术对比

发光二极管（LED）与光电二极管（PD）的基本概念

发光二极管（Light Emitting Diode, LED）和光电二极管（Photodiode, PD）都是半导体器件，广泛应用于现代电子系统中。尽管它们都基于PN结结构，但在功能、工作原理和应用场景上存在本质差异。

1. 工作原理的差异

发光二极管（LED）：当正向偏置时，电子与空穴在PN结复合，释放能量以光子形式辐射，从而发光。其发光波长取决于材料的能带间隙，如GaAs（红外）、GaN（蓝光）等。

光电二极管（PD）：在反向偏置下工作，当光照射到PN结时，光子激发电子-空穴对，产生光电流。其核心功能是将光信号转换为电信号。

2. 功能与应用领域的对比

LED应用领域：

• 照明系统（如LED灯泡、背光屏）
• 显示技术（如LED显示屏、OLED屏幕）
• 通信领域（如可见光通信VLC）
• 指示灯与传感器反馈

光电二极管应用领域：

• 光检测与测量（如烟雾探测器、激光测距）
• 光纤通信中的光接收模块
• 太阳能电池（部分类型）
• 自动门控系统与安全监控

3. 性能参数对比

4. 共同点与协同应用

尽管功能相反，两者可在同一系统中协同工作。例如，在光电耦合器（Optocoupler）中，一个LED作为光源，另一个PD作为接收器，实现电气隔离传输信号，常用于工业控制与医疗设备中。