《光電傳感器》PPT課件

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1、光 電 傳 感 器 光 敏 電 阻 的 外 形 光 敏 電 阻 的 外 形 優(yōu) 點(diǎn) ： 靈 敏 度 高 ， 工 作 電 流 大 ， 光 譜 響 應(yīng) 范 圍與 所 測 光 強(qiáng) 范 圍 寬 、 無 極 性 使 用 方 便 。缺 點(diǎn) ： 響 應(yīng) 時 間 長 、 頻 率 特 性 差 、 強(qiáng) 光 線 性 差 、受 溫 度 影 響 大 等 。光 敏 電 阻 的 特 點(diǎn) 根 據(jù) 光 敏 電 阻 的 光 譜 特 性 ， 可 分 為 三 種 光 敏 電阻 器 。 1、 紫 外 光 敏 電 阻 器 。 對 紫 外 線 較 靈 敏 ， 用 于 探 測 紫外 線 。 2、 紅 外 光 敏 電 阻 器 。 廣 泛 用

2、于 導(dǎo) 彈 制 導(dǎo) 、 天 文 探 測 、非 接 觸 測 量 、 人 體 病 變 探 測 、 紅 外 光 譜 ， 紅 外 通 信 等 國 防 、科 學(xué) 研 究 和 工 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 中 。 3、 可 見 光 光 敏 電 阻 器 。 主 要 用 于 各 種 光 電 控 制 系 統(tǒng) ，如 光 電 自 動 開 關(guān) 門 戶 ， 航 標(biāo) 燈 、 路 燈 和 其 他 照 明 系 統(tǒng) 的 自動 亮 滅 ， 自 動 給 水 和 自 動 停 水 裝 置 ， 機(jī) 械 上 的 自 動 保 護(hù) 裝置 和 位 置 檢 測 器 ,極 薄 零 件 的 厚 度 檢 測 器 ， 照 相 機(jī) 自 動曝 光 裝 置 ， 光 電

3、計 數(shù) 器 ， 煙 霧 報 警 器 ， 光 電 跟 蹤 系 統(tǒng) 等 方面 。 光 敏 電 阻 的 應(yīng) 用光 敏 電 阻 的 分 類 與 用 途 三 、 光 敏 晶 體 管光 敏 晶 體 光 有 光 敏 二 極 管 和 光 敏 三 極 光兩 種 ， 它 們 都 是 根 據(jù) 工 作 的 。 與光 敏 電 阻 器 相 比 ， 光 敏 晶 體 管 具 有 靈 敏 度 高 、高 頻 性 能 好 ， 可 靠 性 好 、 體 積 小 、 使 用 方 便等 優(yōu) 。 1、 光 敏 二 極 管 將 光 敏 二 極 管 的 PN 結(jié) 設(shè)置 在 透 明 管 殼 頂 部 的 正 下 方 ，光 照 射 到 光 敏 二 極

4、 管 的 PN結(jié)時 ， 電 子 -空 穴 對 數(shù) 量 增 加 ，光 電 流 與 照 度 成 正 比 。 光 敏 二 極 管 把 光 信 號 轉(zhuǎn) 換為 電 信 號 。 PN結(jié) 相 關(guān) 知 識 采 用 不 同 的 摻 雜 工 藝 ， 通 過 擴(kuò) 散 作 用 ， 將 P型 半 導(dǎo)體 與 N型 半 導(dǎo) 體 制 作 在 同 一 塊 半 導(dǎo) 體 （ 通 常 是 硅 或 鍺 ）基 片 上 ， 在 它 們 的 交 界 面 就 形 成 空 間 電 荷 區(qū) 稱 PN結(jié) 。 PN結(jié) 具 有 單 向 導(dǎo) 電 性 。 表 明 正 荷 子 與 負(fù) 荷 子 起 作 用的 特 點(diǎn) 。 一 塊 單 晶 半 導(dǎo) 體 中 ， 一

5、部 分 摻 有 受 主 雜 質(zhì) 是 P型 半 導(dǎo) 體 ， 另 一 部 分 摻 有 施 主 雜 質(zhì) 是 N型 半 導(dǎo) 體 時 ， P 型 半 導(dǎo) 體 和 N型 半 導(dǎo) 體 的 交 界 面 附 近 的 過 渡 區(qū) 稱 為 PN結(jié) 。 PN結(jié) 有 同 質(zhì) 結(jié) 和 異 質(zhì) 結(jié) 兩 種 。 用 同 一 種 半 導(dǎo) 體 材 料制 成 的 PN 結(jié) 叫 同 質(zhì) 結(jié) ， 由 禁 帶 寬 度 不 同 的 兩 種 半 導(dǎo) 體材 料 制 成 的 PN結(jié) 叫 異 質(zhì) 結(jié) 。 在 沒 有 光 照 時 ，由 于 二 極 管 反 向 偏 置 ，所 以 反 向 電 流 很 小 ， 這時 的 電 流 稱 為 暗 電 流 ，相

6、當(dāng) 于 普 通 二 極 管 的 反向 飽 和 漏 電 流 。 當(dāng) 光 照射 在 二 極 管 的 PN結(jié) （ 上時 ， 在 PN結(jié) 附 近 產(chǎn) 生 的電 子 -空 穴 對 數(shù) 量 也 隨之 增 加 ， 光 電 流 也 相 應(yīng)增 大 ， 光 電 流 與 照 度 成正 比 。 光 敏 二 極 管 的 反 向 偏 置 接 法 2、 光 敏 三 極 管光 敏 三 極 管 有 兩 個 PN結(jié) 。 與 普 通 三 極 管相 似 ， 有 電 流 增 益 ， 靈 敏 度 比 光 敏 二 極 管 高 。多 數(shù) 光 敏 三 極 管 的 基 極 沒 有 引 出 線 ， 只 有 正負(fù) （ c、 e） 兩 個 引 腳 ，

7、 所 以 其 外 型 與 光 敏 二極 管 相 似 ， 從 外 觀 上 很 難 區(qū) 別 。 光 敏 三 極 管 的 外 形 光 敏 晶 體 管 的 應(yīng) 用1、 光 敏 二 極 管 的 光 照 特 性 線 性 較 好 ， 適 合做 檢 測 元 件 。2、 光 敏 三 極 管 在 照 度 小 時 ， 光 電 流 隨 照 度增 加 而 較 小 ， 且 在 大 電 流 時 有 飽 和 現(xiàn) 象 ， 因此 ， 光 敏 三 極 管 不 適 于 弱 光 或 者 強(qiáng) 光 的 檢 測 。應(yīng) 用 于 光 纖 通 信 、 紅 外 線 遙 控 器 、 光 電 耦 合器 、 控 制 伺 服 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 的 檢 測 、

8、 光 電 讀 出 裝置 等 場 合 。 四 、 光 耦 合 器光 耦 合 器 是 以 光 為 媒 介 傳 輸 電 信 號 的 一種 轉(zhuǎn) 換 器 件 ， 能 夠 實(shí) 現(xiàn) “ 電 光 電 ” 的 轉(zhuǎn)換 。 它 由 發(fā) 光 源 和 受 光 器 組 成 。 常 見 的 發(fā) 光源 為 發(fā) 光 二 極 管 ， 受 光 器 為 光 敏 二 極 管 或 者光 敏 三 極 管 。 光 耦 合 器 的 應(yīng) 用光 耦 合 器 種 類 繁 多 ， 應(yīng) 用 廣 泛 ， 主 要 應(yīng)用 于 邏 輯 電 路 、 固 體 開 關(guān) 、 觸 發(fā) 電 路 、 脈 沖放 大 電 路 、 線 性 電 路 及 特 殊 場 合 。 五 、

9、光 電 池光 電 池 是 根 據(jù) 工 作 的 。 是一 種 自 發(fā) 式 的 光 電 元 件 ， 它 受 到 光 照 射 時 能產(chǎn) 生 一 定 方 向 的 電 動 勢 ， 只 要 接 通 外 電 路 ，便 有 電 流 通 過 。 應(yīng) 用 最 廣 泛 的 是 硅 光 電 池 。 光 電 池 的 外 形 光 電 池 既 可 以 作 為 電 源 ， 又 可 以 作 為 光電 檢 測 器 件 ， 作 為 電 源 使 用 的 光 電 池 ， 主 要是 直 接 把 太 陽 的 輻 射 能 轉(zhuǎn) 換 為 電 能 ， 成 為 太陽 電 池 。 太 陽 電 池 不 需 要 燃 料 ， 沒 有 運(yùn) 動 部件 ， 也

10、不 排 放 氣 體 ， 具 有 重 量 輕 、 性 能 穩(wěn) 定 、光 電 轉(zhuǎn) 換 率 高 、 使 用 壽 命 長 、 不 產(chǎn) 生 污 染 等優(yōu) 點(diǎn) ， 在 航 天 技 術(shù) 、 氣 象 觀 測 、 工 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn)乃 至 人 們 的 日 常 生 活 等 方 面 都 得 到 廣 泛 的 應(yīng)用 。 太 陽 能 發(fā) 電 光 電 池 在 航 天 上 的 應(yīng) 用 六 、 光 電 管 光 電 管 基 于 外 光 電 效 應(yīng) 的 基 本 光 電 轉(zhuǎn) 換器 件 。 光 電 管 可 使 光 信 號 轉(zhuǎn) 換 成 電 信 號 。 光 電 管 通 暢 用 于 自 動 控 制 、 光 度 學(xué) 測 量和 強(qiáng) 度 調(diào) 制 光 的 檢 測 。 如 用 于 保 安 與 警 報 系統(tǒng) 、 計 數(shù) 與 分 類 裝 置 等 等 。 六 、 光 電 倍 增 管 光 電 倍 增 建 立 在 外 光 電 效 應(yīng) 、 二 次 電 子發(fā) 射 和 電 子 光 學(xué) 理 論 基 礎(chǔ) 上 ， 結(jié) 合 了 高 增 益 、低 噪 聲 、 高 頻 率 響 應(yīng) 和 大 信 號 接 收 區(qū) 等 特 征 ，是 一 種 具 有 極 高 靈 敏 度 和 超 快 時 間 響 應(yīng) 的 光敏 電 真 空 器 件 ， 可 以 工 作 在 紫 外 、 可 見 和 近紅 外 區(qū) 的 光 譜 區(qū) 。 光 電 倍 增 管 的 類 型