傳感器第七章1 光電式傳感器

1、第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 光電效應與光電器件光電效應與光電器件第三節(jié)第三節(jié) 光纖傳感器光纖傳感器內容提要內容提要學習目標學習目標 了解光的特性及光源類型；掌握外光電了解光的特性及光源類型；掌握外光電效應定義及器件類型、內光電效應定義及器效應定義及器件類型、內光電效應定義及器件類型；掌握各光電器件原理；了解光電傳件類型；掌握各光電器件原理；了解光電傳感器應用；理解光纖的結構及傳光原理；掌感器應用；理解光纖的結構及傳光原理；掌握光纖傳感器測量及調制原理。握光纖傳感器測量及調制原理。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感

2、器 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、光的特性一、光的特性二、光源（發(fā)光器件）二、光源（發(fā)光器件） 1 1、白熾光源、白熾光源 2 2、氣體放電光源、氣體放電光源第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 可見光：可見光：波長波長380780nm紫外線：紫外線：波長波長10380nm 波長波長300380nm稱為稱為近紫外線近紫外線 波長波長200300nm稱為稱為遠紫外線遠紫外線 波長波長10200nm稱為稱為極遠紫外線極遠紫外線紅外線：紅外線：波長波長780106nm 波長波長3m（即（即3000nm）以下的稱）以下的稱近紅外線近紅外線 波長超過波長超過3m 的紅外線稱為的紅外線稱為

3、遠紅外線遠紅外線光波光波：波長為波長為10106nm的電磁波的電磁波一、光的特性一、光的特性第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 二、光源（發(fā)光器件）二、光源（發(fā)光器件）1 1、白熾光源、白熾光源 最為普通的是用鎢絲通電加熱作為光輻射源。最為普通的是用鎢絲通電加熱作為光輻射源。一般白熾燈的輻射一般白熾燈的輻射光譜是連續(xù)的光譜是連續(xù)的。 發(fā)光范圍：發(fā)光范圍：320 nm2500 nm320 nm2500 nm, , 所以任何光敏元所以任何光敏元件都能和它配合接收到光信號。件都能和它配合接收到光信號。 特點：特點：壽命短而且發(fā)熱大、效率低、動態(tài)特性壽命短而且發(fā)熱大、效率低、動態(tài)特

4、性差，但對接收光敏元件的光譜特性要求不高，是可差，但對接收光敏元件的光譜特性要求不高，是可取之處。取之處。 第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 2 2、氣體放電光源、氣體放電光源 利用電流通過氣體產生發(fā)光現(xiàn)象制成的燈利用電流通過氣體產生發(fā)光現(xiàn)象制成的燈即即氣體放電燈。氣體放電燈。 光譜是光譜是不連續(xù)不連續(xù)的，的，光譜與氣體的種類及放光譜與氣體的種類及放電條件有關電條件有關。改變氣體的成分、壓力、陰極材。改變氣體的成分、壓力、陰極材料和放電電流大小，可得到主要在某一光譜范料和放電電流大小，可得到主要在某一光譜范圍的輻射。圍的輻射。 汞燈、氫燈、鈉燈、鎘燈、氦燈是光譜儀汞燈、氫

5、燈、鈉燈、鎘燈、氦燈是光譜儀器中常用的光源，統(tǒng)稱為器中常用的光源，統(tǒng)稱為光譜燈光譜燈。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 低壓汞燈低壓汞燈的輻射波長為的輻射波長為254nm254nm，鈉燈鈉燈的輻射波長為的輻射波長為589nm589nm，可被用作單色光源可被用作單色光源。 光譜燈涂以熒光劑，由于光線與涂層材料的作用，光譜燈涂以熒光劑，由于光線與涂層材料的作用，熒光劑可以熒光劑可以將氣體放電譜線轉化為更長的波長將氣體放電譜線轉化為更長的波長，通過，通過對熒光劑的選擇可以使氣體放電發(fā)出某一范圍的波長，對熒光劑的選擇可以使氣體放電發(fā)出某一范圍的波長，如照明日光燈。氣體放電燈消耗的

6、能量為白熾燈如照明日光燈。氣體放電燈消耗的能量為白熾燈1/2-11/2-1/3/3。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 構成：構成：由由半導體半導體PNPN結結構成。構成。特點：特點：工作電壓低、工作電流很??；抗沖擊和工作電壓低、工作電流很??；抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長；通過調制通抗震性能好，可靠性高，壽命長；通過調制通過的電流強弱可以方便地調制發(fā)光的強弱。過的電流強弱可以方便地調制發(fā)光的強弱。 +-第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 Laser: Light amplification

7、by Laser: Light amplification by stimulated emission of radiationstimulated emission of radiation）0.15m0.15m到遠紅外整個光頻波段范圍到遠紅外整個光頻波段范圍第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 第二節(jié)第二節(jié) 光電效應與光電器件光電效應與光電器件一、外光電效應一、外光電效應二、內光電效應二、內光電效應三、基本概念三、基本概念四、外光電效應器件四、外光電效應器件五、內光電效應器件五、內光電效應器件六、應用舉例六、應用舉

8、例第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 定義：定義：利用光電器件把光信號轉換成電信號利用光電器件把光信號轉換成電信號（電壓、電流、電阻等）的裝置。（電壓、電流、電阻等）的裝置。構成：構成：光源、光學通路、光電元件。光源、光學通路、光電元件。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 一、一、 外光電效應外光電效應 定義：定義：在光照射下在光照射下, ,電子逸出物體表面向外發(fā)射的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象稱為外光電效應現(xiàn)象稱為外光電效應, ,亦稱亦稱光電發(fā)射效應光電發(fā)射效應。 1887 1887年，首先是赫茲（年，首先是赫茲（M.HertzM.Hertz）在證明

9、波動理）在證明波動理論實驗中首次發(fā)現(xiàn)的；論實驗中首次發(fā)現(xiàn)的； 19021902年，勒納（年，勒納（Lenard)Lenard)也對其進行了研究，指也對其進行了研究，指出光電效應是金屬中的電子吸收了入射光的能量從表出光電效應是金屬中的電子吸收了入射光的能量從表面逸出的現(xiàn)象。但無法根據(jù)當時的理論加以解釋面逸出的現(xiàn)象。但無法根據(jù)當時的理論加以解釋 ； 19051905年，愛因斯坦提出了光子假設。年，愛因斯坦提出了光子假設。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 每個光子的能量： h普朗克常數(shù)，普朗克常數(shù)，6.6266.62610

10、10-34-34JsJs；光的頻率（光的頻率（s s-1-1）Eh83 10/m s 第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 02021Amvhvm電子質量；v0電子逸出速度。愛因斯坦光電方程：愛因斯坦光電方程：n入射光成分不變，產生的光電流與光強成正比。即光強愈大，入射光成分不變，產生的光電流與光強成正比。即光強愈大，意味著入射光子數(shù)目越多，逸出的電子數(shù)也就越多。意味著入射光子數(shù)目越多，逸出的電子數(shù)也就越多。n光電子能否產生，取決于光電子的能量是否大于該物體的表面光電子能否產生，取決于光電子的能量是否大于該物體的表面電子

11、逸出功電子逸出功A0。不同的物質具有不同的逸出功，即每一個物體都不同的物質具有不同的逸出功，即每一個物體都有一個對應的光頻閾值，稱為有一個對應的光頻閾值，稱為紅限頻率紅限頻率或波長限?；虿ㄩL限。光線頻率低于光線頻率低于紅限頻率，光子能量不足以使物體內的電子逸出，因而小于紅限紅限頻率，光子能量不足以使物體內的電子逸出，因而小于紅限頻率的入射光，光強再大也不會產生光電子發(fā)射；頻率的入射光，光強再大也不會產生光電子發(fā)射；反之，入射光反之，入射光頻率高于紅限頻率，即使光線微弱，也會有光電子射出。頻率高于紅限頻率，即使光線微弱，也會有光電子射出。n光電子逸出物體表面具有初始動能光電子逸出物體表面具有初始

12、動能mv02 /2?；谕夤怆娦墓怆娖骷汗怆姽堋⒐怆姳对龉芑谕夤怆娦墓怆娖骷汗怆姽?、光電倍增管第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 第二節(jié)第二節(jié) 光電效應與光電器件光電效應與光電器件一、外光電效應一、外光電效應二、內光電效應二、內光電效應三、基本概念三、基本概念四、外光電效應器件四、外光電效應器件五、內光電效應器件五、內光電效應器件六、應用舉例六、應用舉例1 1、光電導效應、光電導效應2 2、光生伏特效應、光生伏特效應第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 二、內光電效應二、內光電效應 當光照射在物體上，使物體的電阻率當光照射在物體上，使物體的電

13、阻率發(fā)生發(fā)生變化，或產生光生電動勢的現(xiàn)象變化，或產生光生電動勢的現(xiàn)象叫做內光電效應叫做內光電效應。 1、 光電導效應光電導效應 在光線作用，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)在光線作用，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過渡到自由狀態(tài)，而引起材料電導率的變化，這過渡到自由狀態(tài)，而引起材料電導率的變化，這種現(xiàn)象被稱為光電導效應。（種現(xiàn)象被稱為光電導效應。（器件：光敏電阻器件：光敏電阻）第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 自由電子所占能帶自由電子所占能帶不存在電子所占能帶不存在電子所占能帶價電子所占能帶價電子所占能帶導帶導帶價帶價帶禁帶禁帶EgEg hch 為了實現(xiàn)能級的躍遷，入射光的能量必須

14、大于光電導材料的為了實現(xiàn)能級的躍遷，入射光的能量必須大于光電導材料的禁帶寬度禁帶寬度E Eg g，即，即第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 2、 光生伏特效應光生伏特效應 在光線作用下能夠使物體產生一定方向的電動勢的現(xiàn)象叫在光線作用下能夠使物體產生一定方向的電動勢的現(xiàn)象叫做光生伏特效應做光生伏特效應（器件：光電池和光敏二極管、光敏三極管）。（器件：光電池和光敏二極管、光敏三極管）。 勢壘效應（結光電效應）勢壘效應（結光電效應）光線照射光線照射PNPN結時，設光子能量大于禁帶寬度結時，設光子能量大于禁帶寬度EgEg，使價

15、帶中的電，使價帶中的電子躍遷到導帶，而產生電子空穴對，在阻擋層內電場的作用下，子躍遷到導帶，而產生電子空穴對，在阻擋層內電場的作用下，被光激發(fā)的電子移向被光激發(fā)的電子移向N N區(qū)外側，被光激發(fā)的空穴移向區(qū)外側，被光激發(fā)的空穴移向P P區(qū)外側，區(qū)外側，從而使從而使P P區(qū)帶正電，區(qū)帶正電，N N區(qū)帶負電，形成光電動勢，這就是結光電區(qū)帶負電，形成光電動勢，這就是結光電效應。效應。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 側向光電效應側向光電效應光電器件如半導體光電位置敏感器件（光電器件如半導體光電位置敏感器件（PSDPSD）。）。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器

16、 第二節(jié)第二節(jié) 光電效應與光電器件光電效應與光電器件一、外光電效應一、外光電效應二、內光電效應二、內光電效應三、基本概念三、基本概念四、外光電效應器件四、外光電效應器件五、內光電效應器件五、內光電效應器件六、應用舉例六、應用舉例1 1、暗電流、暗電流2 2、響應度、響應度3 3、光譜、光譜4 4、等效噪聲功率、等效噪聲功率NEPNEP第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 三、基本概念三、基本概念1 1、暗電流、暗電流 光傳感器接入電路后即使沒有光照射，由于熱電子光傳感器接入電路后即使沒有光照射，由于熱電子發(fā)射、場致發(fā)射和晶格振蕩激發(fā)載流子，使電路有電流發(fā)射、場致發(fā)射和晶格振蕩

17、激發(fā)載流子，使電路有電流輸出，此電流稱為暗電流，也稱隨機電流。輸出，此電流稱為暗電流，也稱隨機電流。fIdN2eI頻帶寬度，暗電流平均值fdI2 2、響應度、響應度光傳感器輸出的電壓或電流與光通量之比。光傳感器輸出的電壓或電流與光通量之比。SIIR SVVR 第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 3 3、光譜、光譜光傳感器輸出與輸入光波長的關系曲線。光傳感器輸出與輸入光波長的關系曲線。4 4、等效噪聲功率、等效噪聲功率NEPNEP 即能夠產生與傳感器輸出噪聲電壓或電流相等即能夠產生與傳感器輸出噪聲電壓或電流相等的入射光功率的大小。反映最小可探測的光的功率。的入射光功率的大小。

18、反映最小可探測的光的功率。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 第二節(jié)第二節(jié) 光電效應與光電器件光電效應與光電器件一、外光電效應一、外光電效應二、內光電效應二、內光電效應三、基本概念三、基本概念四、外光電效應器件四、外光電效應器件五、內光電效應器件五、內光電效應器件六、應用舉例六、應用舉例（一）、光電管及其基本特性（一）、光電管及其基本特性1 1、結構與工作原理、結構與工作原理2 2、主要性能、主要性能（二）、光電倍增管及其基本特性（二）、光電倍增管及其基本特性1 1、結構和工作原理、結構和工作原理2 2、主要參數(shù)、主要參數(shù)第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感

19、器 四、外光電效應器件四、外光電效應器件（一）、光電管及其基本特性（一）、光電管及其基本特性1. 1. 結構與工作原理結構與工作原理 當光照射在陰極上時，中央陽極可以收集從陰極當光照射在陰極上時，中央陽極可以收集從陰極上溢出的電子，在外電場作用下形成電流上溢出的電子，在外電場作用下形成電流I。 光光陽極陽極光窗光窗光電陰極光電陰極第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 （1）內充有少量的惰性氣）內充有少量的惰性氣體，如氬、氖；體，如氬、氖；（2）當充氣光電管的陰極）當充氣光電管的陰極被光照射后，光電子在飛向被光照射后，光電子在飛向陽極的過程中，和氣體的原陽極的過程中，和氣體的原

20、子發(fā)生碰撞使氣體電離；子發(fā)生碰撞使氣體電離；（3）增大了光電流，從而）增大了光電流，從而使靈敏度增加；使靈敏度增加；（4）但導致充氣光電管的）但導致充氣光電管的光電流與入射光強度不成比光電流與入射光強度不成比例，因而穩(wěn)定性較差。例，因而穩(wěn)定性較差。陽極陰極陽極陰極充氣光電管充氣光電管第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 真空光電管真空光電管 充氣光電管充氣光電管 2 2、主要性能：、主要性能：伏安特性、光照特性、光譜特性伏安特性、光照特性、光譜特性（1 1）光電管的）光電管的伏安特性伏安特性第七章第七章 光電式與光導式傳

21、感器光電式與光導式傳感器 （2 2）、光電管的）、光電管的光照特性光照特性 指當光電管的陽極和陰極之間所加電壓一定時，指當光電管的陽極和陰極之間所加電壓一定時，光通量與光電流之間的關系為光電管的光照特性。光通量與光電流之間的關系為光電管的光照特性。225507510000.51.52.0/1mIA/ A1.02.51第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 （3 3）、光電管）、光電管光譜特性光譜特性 保持光通量和陰極電壓不變，陽極電流與光波保持光通量和陰極電壓不變，陽極電流與光波長之間的關系叫光電管的光譜特性。長之間的關系叫光電管的光譜特性。 同一光電管對于不同頻率光的靈敏度不

22、同，同一光電管對于不同頻率光的靈敏度不同，這就是光電管的光譜特性。這就是光電管的光譜特性。 所以，對各種不同波長區(qū)域的光，應選用不所以，對各種不同波長區(qū)域的光，應選用不同材料的光電陰極。同材料的光電陰極。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 銻鉀鈉銫陰極光譜范圍較寬，為銻鉀鈉銫陰極光譜范圍較寬，為3000850030008500，靈敏度也較高，靈敏度也較高，與人的視覺光譜特性很接近，是一種新型的光電陰極；也有些光與人的視覺光譜特性很接近，是一種新型的光電陰極；也有些光電管的光譜特性和人的視覺光譜特性有很大差異，可以擔負人眼電管的光譜特性和人的視覺光譜特性有很大差異，可以擔負人

23、眼所不能勝任的工作，如坦克和裝甲車的夜視鏡等。所不能勝任的工作，如坦克和裝甲車的夜視鏡等。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 光照很弱時，光電管產生光照很弱時，光電管產生的電流很小，為提高靈敏度的電流很小，為提高靈敏度常常使用光電倍增管。如核常常使用光電倍增管。如核儀器中閃爍探測器都使用的儀器中閃爍探測器都使用的是光電倍增管做光電轉換元是光電倍增管做光電轉換元件。件。 光電倍增管是利用二次電光電倍增管是利用二次電子釋放效應，高速電子撞擊子釋放效應，高速電子撞擊固體表面，發(fā)出二次電子，固體表面，發(fā)出二次電子，將光電流在管內進行放大。將光電流在管內進行放大。（二）、光電倍增管及

24、其基本特性（二）、光電倍增管及其基本特性第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 （二）、光電倍增管及其基本特性（二）、光電倍增管及其基本特性1. 1. 結構和工作原理結構和工作原理組成：光陰極組成：光陰極(K)(K)、次陰極、次陰極( (倍增電極倍增電極)(D)(Di i) )、陽極、陽極(A)(A) 光陰極是由半導體光電材料銻銫做成；次陰極是光陰極是由半導體光電材料銻銫做成；次陰極是在鎳或銅在鎳或銅- -鈹?shù)囊r底上涂上銻銫材料而形成的，次陰鈹?shù)囊r底上涂上銻銫材料而形成的，次陰極多的可達極多的可達3030級；級；陽極是最后用來收集電子陽極是最后用來收集電子的，收集的，收集到的電

25、子數(shù)是陰極發(fā)射電子數(shù)的到的電子數(shù)是陰極發(fā)射電子數(shù)的10105 510108 8倍。倍。 使用時在各個使用時在各個倍增電極上均加上電壓倍增電極上均加上電壓，陰極電位陰極電位最低最低，以后，以后依次升高依次升高，陽極最高陽極最高。相鄰兩個倍增電極。相鄰兩個倍增電極之間有電位差，因此存在之間有電位差，因此存在加速電場加速電場。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 入入射射光光光電陰極光電陰極第一倍第一倍增極增極陽極陽極第三倍第三倍增極增極 由于相鄰兩個倍增電極之由于相鄰兩個倍增電極之間有電位差，因此，存在加速間有電位差，因此，存在加速電場，從陰極打擊出的光電子，電場，從陰極打擊出的

26、光電子，在電場的加速下，打到第一個在電場的加速下，打到第一個倍增電極上，引起二次電子發(fā)倍增電極上，引起二次電子發(fā)射，每個電子能從這倍增電極射，每個電子能從這倍增電極上打出上打出3636倍的次級電子，被打倍的次級電子，被打出的次級電子再經電場加速，出的次級電子再經電場加速，打在第三倍增電極上，電子數(shù)打在第三倍增電極上，電子數(shù)又增加又增加3636倍，如此不斷倍增下倍，如此不斷倍增下去，陽極作后收集到的電子數(shù)去，陽極作后收集到的電子數(shù)將達到將達到10105 5-10-108 8倍的光電子。倍的光電子。 各個倍增極均加電壓，陰極電位最低，各個倍增極的電各個倍增極均加電壓，陰極電位最低，各個倍增極的電位

27、依次升高，陽極電位最高，同時這些倍增電極在一定能量位依次升高，陽極電位最高，同時這些倍增電極在一定能量的電子轟擊下，能夠產生更多的次級電子。的電子轟擊下，能夠產生更多的次級電子。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 2 2、主要參數(shù)、主要參數(shù)（1 1）倍增系數(shù)）倍增系數(shù)M 如果如果n個倍增電極的個倍增電極的都都相同，則相同，則M= 因此，因此，陽極電流陽極電流 I 為為i i 光電陰極的光電流光電陰極的光電流光電倍增管的電流放大光電倍增管的電流放大倍數(shù)倍數(shù)為為 n 103 104 105 106255075100125極

28、間電壓極間電壓/V 放大倍數(shù)放大倍數(shù)nIi/nI iM與所加電壓有關，與所加電壓有關，M在在105108之間，穩(wěn)定性為之間，穩(wěn)定性為1左右，加速左右，加速電壓穩(wěn)定性要在電壓穩(wěn)定性要在0.1以內。如果有波動，倍增系數(shù)也要波動，以內。如果有波動，倍增系數(shù)也要波動，因此因此M具有一定的統(tǒng)計漲落。一般陽極和陰極之間的電壓為具有一定的統(tǒng)計漲落。一般陽極和陰極之間的電壓為10002500V，兩個相鄰的倍增電極的電位差為，兩個相鄰的倍增電極的電位差為50100V。對所加。對所加電壓越穩(wěn)越好，這樣可以減小統(tǒng)計漲落，從而減小測量誤差。電壓越穩(wěn)越好，這樣可以減小統(tǒng)計漲落，從而減小測量誤差。 第七章第七章 光電式與

29、光導式傳感器光電式與光導式傳感器 （2 2）光電陰極靈敏度和光電倍增管總靈敏度）光電陰極靈敏度和光電倍增管總靈敏度 陰極靈敏度：陰極靈敏度：一個光子在光電倍增管的陰極上能一個光子在光電倍增管的陰極上能夠打出的平均電子數(shù)。夠打出的平均電子數(shù)。 總靈敏度：總靈敏度：一個光子在陽極上產生的平均電子數(shù)。一個光子在陽極上產生的平均電子數(shù)。 注意：注意：極間電壓越高，靈敏度越高；但極間電壓極間電壓越高，靈敏度越高；但極間電壓也不能太高，太高反而會使陽極電流不穩(wěn)。由于光電也不能太高，太高反而會使陽極電流不穩(wěn)。由于光電倍增管的靈敏度很高，所以不能受強光照射，否則將倍增管的靈敏度很高，所以不能受強光照射，否則將

30、會損壞。會損壞。 第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 （3 3）暗電流和本底脈沖）暗電流和本底脈沖 暗電流：暗電流： 由于環(huán)境溫度、熱輻射和其它因素的影響，即使由于環(huán)境溫度、熱輻射和其它因素的影響，即使沒有光信號輸入，加上電壓后陽極仍有電流，這種電沒有光信號輸入，加上電壓后陽極仍有電流，這種電流稱為暗電流。流稱為暗電流。 本底電流：本底電流： 如果光電倍增管與閃爍體放在一處，在完全蔽光如果光電倍增管與閃爍體放在一處，在完全蔽光情況下，出現(xiàn)的電流稱為本底電流，情況下，出現(xiàn)的電流稱為本底電流，其值大于暗電流。其值大于暗電流。增加的部分是宇宙射線對閃爍體的照射而使其激發(fā)，增加的部

31、分是宇宙射線對閃爍體的照射而使其激發(fā)，被激發(fā)的閃爍體照射在光電倍增管上而造成的，被激發(fā)的閃爍體照射在光電倍增管上而造成的，本底本底電流電流具有具有脈沖形式脈沖形式。 第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 光電光電倍增倍增管的管的光照光照特性特性與直線最大與直線最大偏離是偏離是3%10131010109107105103101在在 4 5 m A處飽和處飽和10141010106102光通量光通量/1m陽陽極極電電流流/ A（4 4）光電倍增管的光譜特性）光電倍增管的光譜特性第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 國產光電倍增管的技術參數(shù)國產光電倍增管的技術參數(shù)

32、第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 第二節(jié)第二節(jié) 光電效應與光電器件光電效應與光電器件一、外光電效應一、外光電效應二、內光電效應二、內光電效應三、基本概念三、基本概念四、外光電效應器件四、外光電效應器件五、內光電效應器件五、內光電效應器件六、應用舉例六、應用舉例（一）、光敏電阻（一）、光敏電阻1 1、光敏電阻的結構、光敏電阻的結構2 2、光敏電阻的主要參數(shù)和基本特性、光敏電阻的主要參數(shù)和基本特性（二）、光電池（二）、光電池1 1、光電池的結構和工作原理、光電池的結構和工作原理2 2、基本特性、基本特性1 1、光敏二極管、光敏二極管（三）、光敏二極管和光敏三極管（三）、光敏二

33、極管和光敏三極管2 2、高速光電二極管、高速光電二極管3 3、光敏三極管、光敏三極管（四）光電耦合器件（四）光電耦合器件第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 五、內光電效應器件五、內光電效應器件 （一）、光敏電阻（一）、光敏電阻 光敏電阻又稱光導管，為純電阻元件，其工作原理光敏電阻又稱光導管，為純電阻元件，其工作原理是基于是基于光電導效應光電導效應，其，其阻值隨光照增強而減小阻值隨光照增強而減小。1 1、光敏電阻的結構、光敏電阻的結構電極電極半導體半導體玻璃底板玻璃底板在玻璃底板上均勻地涂上一層薄薄的半在玻璃底板上均勻地涂上一層薄薄的半導體物質，稱為光導層。半導體的兩端導體物

34、質，稱為光導層。半導體的兩端裝有金屬電極，金屬電極與引出線端相裝有金屬電極，金屬電極與引出線端相連接，光敏電阻就通過引出線端接入電連接，光敏電阻就通過引出線端接入電路。為了防止周圍介質的影響，在半導路。為了防止周圍介質的影響，在半導體光敏層上覆蓋了一層漆膜，漆膜的成體光敏層上覆蓋了一層漆膜，漆膜的成分應使它在光敏層最敏感的波長范圍內分應使它在光敏層最敏感的波長范圍內透射率最大。為了提高靈敏度，光敏電透射率最大。為了提高靈敏度，光敏電阻的電極一般采用梳狀圖案。阻的電極一般采用梳狀圖案。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器

35、第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 2. 2. 光敏電阻的主要參數(shù)和基本特性光敏電阻的主要參數(shù)和基本特性 （1 1）暗電流、亮電流、光電流）暗電流、亮電流、光電流 暗電流：暗電流：光敏電阻在室溫條件下，全暗（光敏電阻在室溫條件下，全暗（無光照無光照射射）后經過一定時間測量的電阻值，稱為暗電阻。此）后經過一定時間測量的電阻值，稱為暗電阻。此時在給定電壓下流過的電流為暗電流。時在給定電壓下流過的電流為暗電流。 亮電流：亮電流：光敏電阻在某一光照下的阻值，稱為該光敏電阻在某一光照下的阻值，稱為該光照下的亮電阻。此時流過的電流為亮電流。光照下的亮電阻。此時流過的電流為亮電流。 光電

36、流：光電流：亮電流與暗電流之差。亮電流與暗電流之差。光敏電阻的暗電阻越大，而亮電阻越小則性能越好。也光敏電阻的暗電阻越大，而亮電阻越小則性能越好。也就是說，暗電流越小，光電流越大，這樣的光敏電阻的就是說，暗電流越小，光電流越大，這樣的光敏電阻的靈敏度越高。靈敏度越高。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 （2 2）光照特性）光照特性0.050.100.150.200.250 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0光通量光通量/lm/lm光電流光電流/mA/mA多數(shù)是非線性的；多數(shù)是非線性的；不宜做線性測量元件不宜做線性測量元件;多做開關式的光電轉換器。多做開關式的光電轉換器。

37、第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 （3 3）光譜特性）光譜特性 0 500 1000 1500 2000 250020406080100硫化鎘硫化鎘硫化鉈硫化鉈硫化鉛硫化鉛入射光波長入射光波長/nm/nm相對靈敏度相對靈敏度/%/% 硫化鎘硫化鎘的峰值在的峰值在可見光可見光區(qū)域，區(qū)域， 硫化鉛硫化鉛的峰值在的峰值在紅外紅外區(qū)域。區(qū)域。 選用時把元件和選用時把元件和光源結合起來考慮。光源結合起來考慮。光敏電阻對入射光的光譜具有選擇作用，即光敏電阻對不同光敏電阻對入射光的光譜具有選擇作用，即光敏電阻對不同波長的入射光有不同的靈敏度。光敏電阻的相對光敏靈敏度波長的入射光有不同的

38、靈敏度。光敏電阻的相對光敏靈敏度與入射波長的關系稱為光敏電阻的光譜特性，亦稱為光譜響與入射波長的關系稱為光敏電阻的光譜特性，亦稱為光譜響應。對應于不同波長，光敏電阻的靈敏度是不同的，而且不應。對應于不同波長，光敏電阻的靈敏度是不同的，而且不同材料的光敏電阻光譜響應曲線也不同。同材料的光敏電阻光譜響應曲線也不同。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 （4 4） 伏安特性伏安特性 在一定照度下，加在光敏電阻兩端的電壓與光電在一定照度下，加在光敏電阻兩端的電壓與光電流之間的關系稱為伏安特性。流之間的關系稱為伏安特性。0 10 20 30 40 5050100150200250I I

39、/ A/ AU U/V/V 在一定的光照度下，在一定的光照度下，所加的電壓越高，光所加的電壓越高，光電流越大，而且沒有電流越大，而且沒有飽和的現(xiàn)象。飽和的現(xiàn)象。 在給定的電壓下，在給定的電壓下，光電流的數(shù)值將隨光光電流的數(shù)值將隨光照增強而增大。照增強而增大。但是電壓不能無限地增大，因為任何光敏電阻都受額定功率、但是電壓不能無限地增大，因為任何光敏電阻都受額定功率、最高工作電壓和額定電流的限制。超過最高工作電壓和最大額最高工作電壓和額定電流的限制。超過最高工作電壓和最大額定電流，可能導致光敏電阻永久性損壞。定電流，可能導致光敏電阻永久性損壞。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器

40、 （5 5）頻率特性）頻率特性 實驗證明，光敏電阻的光電流不能隨著光強改變而立刻變實驗證明，光敏電阻的光電流不能隨著光強改變而立刻變化，即光敏電阻產生的光電流有一定的惰性，這種惰性通常用化，即光敏電阻產生的光電流有一定的惰性，這種惰性通常用時間常數(shù)時間常數(shù)表示。表示。 不同材料的光敏電阻具有不同的時間常數(shù)不同材料的光敏電阻具有不同的時間常數(shù)（毫秒數(shù)量級），（毫秒數(shù)量級）， 因而它們的頻率特性也就各不相同。因而它們的頻率特性也就各不相同。入射光調制頻率入射光調制頻率/Hz/Hz相對靈敏度相對靈敏度/%/% 0 10 102 103 10420406080100硫化鎘硫化鎘硫化鉛硫化鉛多數(shù)光敏電阻

41、的時間多數(shù)光敏電阻的時間常數(shù)都很大。常數(shù)都很大。所以，所以，它不能用在要求快速它不能用在要求快速響應的場合。響應的場合。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 （6 6）溫度特性）溫度特性I / A100150200-50-1030 5010-30T/ C100204060800 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 /m/mI / mA+20 C+20 C-20 C-20 C 隨著溫度的升高，其暗電阻和靈敏度下降，光譜隨著溫度的升高，其暗電阻和靈敏度下降，光譜特性曲線的峰值向波長短的方向移動。特性曲線的峰值向波長短的方向移動。 提高靈敏度提高靈敏度( (接收較長波段的輻射接

42、收較長波段的輻射):):將元件降溫使將元件降溫使用。例如，可利用制冷器使光敏電阻的溫度降低。用。例如，可利用制冷器使光敏電阻的溫度降低。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 （7 7）穩(wěn)定性）穩(wěn)定性第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 （二）、光電池（二）、光電池 定義：定義：利用利用光生伏特效應光生伏特效應把光直接轉變成電能的把光直接轉變成電能的光電器件光電器件( (太陽能電池太陽能電池) )。 特點：特點：有有較大面積的較大面積的PNPN結結，當光照射在，當光照射在PNPN結上時結上時，在結的兩端出現(xiàn)，在結的兩端出現(xiàn)電動勢電動勢。故光電池是。故光電池是有

43、源元件有源元件。 分類：分類：硒光電池、砷化鎵光電池、硅光電池、硫硒光電池、砷化鎵光電池、硅光電池、硫化鉈光電池、硫化鎘光電池等。目前，應用最廣、最化鉈光電池、硫化鎘光電池等。目前，應用最廣、最有發(fā)展前途的是有發(fā)展前途的是硅光電池硅光電池和和硒光電池硒光電池。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 通信衛(wèi)星上的光電池通信衛(wèi)星上的光電池 第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 硅光電池的價格便宜，轉換效率高，壽命長，適硅光電池的價格便宜，轉換效率高，壽命長，適于接受紅外光。于接受紅外光。 硒光電池的光電轉換效率低、壽命短，適于接收硒光電池的光電轉換效率低、壽命短，

44、適于接收可見光?？梢姽?。 砷化鎵光電池轉換效率比硅光電池稍高，光譜響砷化鎵光電池轉換效率比硅光電池稍高，光譜響應特性與太陽光譜最吻合，且工作溫度最高，更耐受應特性與太陽光譜最吻合，且工作溫度最高，更耐受宇宙射線的輻射。因此，它在宇宙飛船、衛(wèi)星、太空宇宙射線的輻射。因此，它在宇宙飛船、衛(wèi)星、太空探測器等的電源方面應用最廣。探測器等的電源方面應用最廣。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 1 1、光電池的結構和工作原理、光電池的結構和工作原理A硼 擴 散 層SiO2膜P型 電 極N型 硅 片PN結電 極AII(a)(b)下電極下電極梳狀電極梳狀電極SiOSiO2 2抗抗反射膜反射

45、膜P PN NI IU U光電池的光電池的表示符號表示符號基本基本電路電路第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 若將若將PN結兩端用結兩端用導線連起來，電路中有導線連起來，電路中有電流流過，電流的方向電流流過，電流的方向由由P區(qū)流經外電路至區(qū)流經外電路至N區(qū)。若將外電路斷開，區(qū)。若將外電路斷開，就可測出就可測出光生電動勢。光生電動勢。當光照到當光照到PN結區(qū)時，如果光子能量足夠大，將結區(qū)時，如果光子能量足夠大，將在結區(qū)附近激發(fā)出在結區(qū)附近激發(fā)出電子電子-空穴對空穴對，在在N區(qū)聚積負區(qū)聚積負電荷，電荷，P區(qū)聚積正電荷，區(qū)聚

46、積正電荷，這樣這樣N區(qū)和區(qū)和P區(qū)之間出區(qū)之間出現(xiàn)電位差?，F(xiàn)電位差。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 （1 1）光照特性）光照特性開路電壓曲線：開路電壓曲線：光生電動勢與照度之間的特性曲線，光生電動勢與照度之間的特性曲線，當照度為當照度為2000lx2000lx時趨向飽和。時趨向飽和。短路電流曲線：短路電流曲線：光電流與照度之間的特性曲線。光電流與照度之間的特性曲線。2. 2. 基本特性基本特性開路電壓開路電壓0.10.30.2照度照度/lx/lx0 2000 4000 光生電流光生電流/ /mAmA0.20.60.4

47、光生電壓光生電壓/ /V V短路電流短路電流第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 (2) (2) 光譜特性光譜特性 硅光電池硅光電池應用的應用的范圍范圍400nm1100nm，峰值波長在，峰值波長在850nm附附近，因此硅光電池可近，因此硅光電池可以在很寬的范圍內應以在很寬的范圍內應用。用。 硒光電池硒光電池在可見光譜范圍內有較高的靈敏度，在可見光譜范圍內有較高的靈敏度，峰值波長在峰值波長在540nm附近，附近，適宜測可見光適宜測可見光。常用于分常用于分析儀器、測量儀表，析儀器、測量儀表，如用照度計測定光的強度。如用照度計測定光的強度。20406080100硒硒硅硅入射光波長

48、入射光波長 /nm/nm0 400 600 800 1000 1200相對靈敏度相對靈敏度/%/%第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 （3 3）溫度特性）溫度特性指指開路電壓開路電壓和和短路電流短路電流隨溫度變化的關系。隨溫度變化的關系。開路電壓開路電壓溫度溫度/光生電流光生電流/ /mAmA1.82.22.0光生電壓光生電壓/ /V V短路電流短路電流1002003004005000 20 40 60 80 100開路電壓隨溫度升高而下降的速度較快。開路電壓隨溫度升高而下降的速度較快。 關系到應用光電池的關系到應用光電池的儀器設備的溫度漂移，影儀器設備的溫度漂移，影響到測

49、量或控制精度等主響到測量或控制精度等主要指標，因此，當光電池要指標，因此，當光電池作為測量元件時，作為測量元件時，最好能最好能保持溫度恒定，或采取溫保持溫度恒定，或采取溫度補償措施。度補償措施。短路電流隨溫度升高而緩慢增加。短路電流隨溫度升高而緩慢增加。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 硅光電池硅光電池有很高的頻率響應，可用于高速記數(shù)、有聲電影等方面。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 1. 1. 光敏二極管光敏二極管 在電路中一般是處于在電路中一般是處于反向工作反向工作狀態(tài)。狀態(tài)。PN光光光敏二極管符號光敏二極管符號光敏二極管接線光敏二極管接線RL

50、光光PN（三）、光敏二極管和光敏三極管（三）、光敏二極管和光敏三極管第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 當光照射時，光敏二當光照射時，光敏二極管處于導通狀態(tài)。極管處于導通狀態(tài)。當光不照射時，反向電阻很大當光不照射時，反向電阻很大，光光敏二極管處于載止狀態(tài)，這時只敏二極管處于載止狀態(tài)，這時只有少數(shù)載流子在反向偏壓的作用有少數(shù)載流子在反向偏壓的作用下，渡越阻擋層形成微小的反向下，渡越阻擋層形成微小的反向電流即電流即暗電流暗電流；受光照射時，受光照射時，PN結附近受光子轟擊，吸收其能量結附近受光子轟擊，吸收其能量而產生電子而

51、產生電子-空穴對，從而使空穴對，從而使P區(qū)區(qū)和和N區(qū)的少數(shù)載流子濃度大大增加區(qū)的少數(shù)載流子濃度大大增加，因此在外加反向偏壓和內電場，因此在外加反向偏壓和內電場的作用下，的作用下， P區(qū)的少數(shù)載流子渡區(qū)的少數(shù)載流子渡越阻擋層進入越阻擋層進入N區(qū)，區(qū)， N區(qū)的少數(shù)載區(qū)的少數(shù)載流子渡越阻擋層進入流子渡越阻擋層進入P區(qū)，從而使區(qū)，從而使通過通過PN結的反向電流大為增加，結的反向電流大為增加，這就形成了光電流這就形成了光電流。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 2 2、高速光電二極管、高速光電二極管P P、N N間加了層很厚的高

52、電阻率的本征半導體間加了層很厚的高電阻率的本征半導體I I。P P層做的很薄。層做的很薄。比普通的光電二極管施加較高的反偏壓。比普通的光電二極管施加較高的反偏壓。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 入射光照射在入射光照射在P P層上，層上， 由于由于P P層很薄，大量的層很薄，大量的光被較厚的光被較厚的I I層吸收，激層吸收，激發(fā)較多的載流子形成光電發(fā)較多的載流子形成光電流；又流；又PINPIN結光電二極管結光電二極管比比PNPN結光電二極管施加結光電二極管施加較高的反偏置電壓，使其耗盡層加寬。當較高的反偏置電壓，使其耗盡層加寬。當P P型和型和N N型型半導體結合后，在交

53、界處形成電子和空穴的濃度差半導體結合后，在交界處形成電子和空穴的濃度差別，因此，別，因此，N N區(qū)的電子要向區(qū)的電子要向P P區(qū)擴散，區(qū)擴散，P P區(qū)空穴向區(qū)空穴向N N區(qū)區(qū)擴散。擴散。偏壓偏壓價帶價帶導帶導帶信號光信號光信號光信號光電極電極電極電極輸出端輸出端P I NP I N第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 P P區(qū)一邊失去空穴，區(qū)一邊失去空穴，留下帶負電的雜質離子，留下帶負電的雜質離子，N N區(qū)一邊失去電子，留下區(qū)一邊失去電子，留下帶正電的雜質離子，在帶正電的雜質離子，在PNPN交界面形成空間電荷交界面形成空間電荷（很薄的空間電荷區(qū)），（很薄的空間電荷區(qū)），在該區(qū)

54、域中，多數(shù)載流子已擴散到對方而復合掉，即在該區(qū)域中，多數(shù)載流子已擴散到對方而復合掉，即消耗盡了，耗盡層的電阻率很高。擴散越強，耗盡層消耗盡了，耗盡層的電阻率很高。擴散越強，耗盡層越寬，越寬，PNPN結內電場越強，加速了光電子的定向運動，結內電場越強，加速了光電子的定向運動，大大減小了漂移時間，因而提高了響應速度。大大減小了漂移時間，因而提高了響應速度。PINPIN結光結光電二極管仍然具有一般電二極管仍然具有一般PNPN結光電二極管的線性特性。結光電二極管的線性特性。偏壓偏壓價帶價帶導帶導帶信號光信號光信號光信號光電極電極電極電極輸出端輸出端P I NP I N第七章第七章 光電式與光導式傳感器

55、光電式與光導式傳感器 第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 在在PNPN結的結的P P區(qū)外增加一層摻區(qū)外增加一層摻雜濃度極高的雜濃度極高的P P + +層，且在其上加層，且在其上加上上高反偏壓。高反偏壓。偏壓偏壓輸出端輸出端價帶價帶導帶導帶信號光信號光信號光信號光電極電極電極電極P P+ + P NP N第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 當光入射到當光入射到PNPN結時，光子被吸收而產生電結時，光子被吸收而產生電子子- -空穴對。如果電壓增加到使電場達到空穴對。如果電壓增加到使電場達到200kV/cm200kV/cm以上，初始電子（一次電子）在高電以上，

56、初始電子（一次電子）在高電場區(qū)獲得足夠能量而加速運動。場區(qū)獲得足夠能量而加速運動。高速運動的電高速運動的電子和晶格原子相碰撞，使晶格原子電離，產生子和晶格原子相碰撞，使晶格原子電離，產生新的電子新的電子- -空穴對空穴對。新產生的二次電子再次和。新產生的二次電子再次和原子碰撞。如此多次碰撞，產生連鎖反應，致原子碰撞。如此多次碰撞，產生連鎖反應，致使載流子雪崩式倍增，構成強大的光電流。使載流子雪崩式倍增，構成強大的光電流。 第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 3 3、光敏三極管、光敏三極管PPN becNNPe bC 集電結一邊做得很大，集電結一邊做得很大，以擴大光的照射面積

57、，且以擴大光的照射面積，且基極一般不接引線?；鶚O一般不接引線。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 普通三極管普通三極管ICIBeEBECIERCRbcbNNP第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 光敏三極管光敏三極管ICIBeEBECIERCRbcbNNP基區(qū)很?。换鶇^(qū)很??；基極不接引線；基極不接引線；集電極面積較大。集電極面積較大。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 當集電極加上正電壓當集電極加上正電壓, ,基極開基極開路時路時, ,集電極處于反向偏置狀態(tài)。集電極處于反向偏置狀態(tài)。當光線照射在集電結的基區(qū)時當光線照射在集電結的基區(qū)時,

58、 ,會會產生電子產生電子- -空穴對空穴對, ,在內電場的作用在內電場的作用下下, ,光生電子被拉到集電極光生電子被拉到集電極, ,基區(qū)留基區(qū)留下空穴下空穴, ,使基極與發(fā)射極間的電壓使基極與發(fā)射極間的電壓升高升高, ,這樣便有大量的電子流向集這樣便有大量的電子流向集電極電極, ,形成輸出電流形成輸出電流, ,且集電極電流且集電極電流為光電流的為光電流的倍。倍。 RL E第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 （1 1）光譜特性）光譜特性光敏三極管的主要特性：光敏三極管的主要特性： 存在一個最佳靈敏度的峰值波長存在一個最佳靈敏度的峰值波長20406080100400800120

59、01600入射光入射光波長波長/nm鍺鍺硅硅相對靈敏度（相對靈敏度（%）0硅的峰值波長為硅的峰值波長為90009000，鍺的，鍺的峰值波長為峰值波長為1500015000。由于鍺管。由于鍺管的暗電流比硅管大，因此鍺管的暗電流比硅管大，因此鍺管的性能較差。的性能較差。故在可見光或探故在可見光或探測赤熱狀態(tài)物體時，一般選用測赤熱狀態(tài)物體時，一般選用硅管；硅管；但對紅外線進行探測時但對紅外線進行探測時, ,則采用鍺管較合適。則采用鍺管較合適。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 （2 2）伏安特性）伏安特性500lx1000lx1500lx2000lx2500lxI/mA0 02

60、24 46 62020404060608080光敏晶體管的伏安特性光敏晶體管的伏安特性U U/V/V 同一般晶體管在不同一般晶體管在不同的基極電流時的輸出同的基極電流時的輸出特性一樣。特性一樣。只要將入射只要將入射光照在發(fā)射極光照在發(fā)射極e e與基極與基極b b之間的之間的PNPN結附近，所產結附近，所產生的光電流看作基極電生的光電流看作基極電流，就可將光敏三極管流，就可將光敏三極管看作一般的晶體管。看作一般的晶體管。光光敏三極管能把敏三極管能把光信號變光信號變成電信號成電信號，而且輸出的，而且輸出的電信號較大。電信號較大。第七章第七章 光電式與光導式傳感器光電式與光導式傳感器 光敏晶體管的光