傳感器及應(yīng)用 第9章 光電式傳感器 (2)課件

第八章光電式傳感器光電器件光電效應(yīng)外光電效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng)光敏二極管、光敏晶體管光電池CCD光電傳感器的應(yīng)用光電效應(yīng)外光電效應(yīng)光子，光子能量；光電子外光電效應(yīng)是指在光線作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象。內(nèi)光電效應(yīng)在光線作用下，物體的導(dǎo)電性能發(fā)生變化或產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)的效應(yīng)光電導(dǎo)效應(yīng)：光敏電阻、光敏二極管（晶體管）光生伏特效應(yīng)：光電池光敏電阻無光照時(shí)，光敏電阻阻值很大，電路中電流很??；當(dāng)光敏電阻受到一定波長范圍的光照時(shí)，它的阻值急劇減小，電路中電流迅速增大。材料敏感范圍暗電阻亮電阻響應(yīng)速率硫化鎘0.3～1μm（可見光）大于1M小于1K10－2硫化鉛5～3μm（近、中紅外）如：用以火焰探測(cè)器大于2M小于1K10－4基本特性伏安特性光照特性光譜特性頻率特性溫度特性光敏二極管、光敏晶體管光敏二極管光敏二極管在電路中一般是處于反向工作狀態(tài)暗電流、光電流（光照越強(qiáng)，光電流？）光敏三極管基極無引出線，集電極相對(duì)于發(fā)射極為正電壓當(dāng)光照射在集電結(jié)上時(shí),就會(huì)在結(jié)附近產(chǎn)生電子-空穴對(duì),從而形成光電流,相當(dāng)于三極管的基極電流。因此集電極電流是光生電流的β倍,所以光敏晶體管有放大作用。硅：敏感可見光，可用來探測(cè)可見光或赤熱狀態(tài)物體鍺：敏感紅外光，可用于紅外光探測(cè)光電池一個(gè)大面積的PN節(jié)，光照下產(chǎn)生的電子－空穴對(duì)向兩級(jí)擴(kuò)散，形成與光照強(qiáng)度有關(guān)的電動(dòng)勢(shì)。CCD（電荷耦合器件）結(jié)構(gòu)：MOS電容器→光敏元或像素；MOS陣列→CCD器件

原理：金屬氧化物SiO2溝阻耗盡層（勢(shì)阱）襯底P-Si少數(shù)載流子光電傳感器的應(yīng)用2931光纖傳感器工作原理利用被測(cè)量對(duì)光的傳輸特性施加的影響，完成測(cè)量功能型——利用光纖本身的某種敏感特性或功能制成傳光型——光纖僅僅起傳輸光的作用，它在光纖端面或中間加裝其它敏感元件感受被測(cè)量的變化被測(cè)對(duì)象光纖敏感元件至信號(hào)處理系統(tǒng)光源光纖光探測(cè)器被測(cè)對(duì)象光敏感元件至信號(hào)處理系統(tǒng)光源光纖光探測(cè)器紅外傳感器——輻射式傳感器紅外輻射本質(zhì)是熱輻射以波的形式在空間直線傳播，真空中以光速傳播當(dāng)物體溫度低于1000℃時(shí)，向外輻射的不再是可見光，而是紅外光紅外線在通過大氣層時(shí),有三個(gè)波段透過率高,它們是2~2.6μm、3~5μm和8~14μm紅外探測(cè)器熱探測(cè)器利用紅外輻射的熱效應(yīng)，探測(cè)器的敏感元件吸收輻射能后引起溫度升高，進(jìn)而使某些有關(guān)物理參數(shù)發(fā)生變化，通過測(cè)量物理參數(shù)的變化來確定探測(cè)器所吸收的紅外輻射。光子探測(cè)器利用入射光輻射的光子流與探測(cè)器材料中的電子互相