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光敏器件簡介

更新時間:2017/7/7 11:00:41    閱讀:12343    分享此文章:
光敏器件是指能將光信號轉變為電信號的元件。與發光管配合,可以實現電→光、光→電的相互轉換。常見的光敏元件有光敏電阻、光電二極管、光電三極管。

一、光敏電阻

常用的碳膜電阻和金屬膜電阻,受到光照射后阻值不會發生變化;而光敏電阻的阻值對光的變化則非常敏感,原因在于光敏電阻的材料和結構。光敏電阻是在陶瓷基片上沉積一層光敏半導體,再接上兩根引線做電極制成的。它的外殼上有玻璃窗口或透鏡.使光線能夠入射到光敏半導體薄層上,隨著入射光的增強或減弱,半導體的特征激發強度也不一樣,使半導體內部的載流子數量發生變化,從而使光敏電阻的阻值跟著改變。常見的有紫外光敏電阻器、可見光敏電阻器、紅外光敏電阻器幾種,對應的波長不同,使用時不能混淆。

光敏電阻的外形及電路圖形符號如圖1所示。

 

光敏電阻的主要參數有:

(1)暗電阻(RD):光敏電阻器在無光照射時的電阻值稱為暗電阻。

(2)亮電阻(RL):光敏電阻器在受到光照射時所具有的阻值稱為亮電阻。

(3)峰值波長:光敏特性響應最佳時所對應的波長。

二、光電二極管

光電二極管是由一PN結構成的半導體器件。不是用作整流元件,而是通過它把光信號轉換為電信號,即它是一種光電轉換器件。

如圖2所示,光電二極管的兩管腳有正、負極之分,靠近管鍵和色點的是正極,另一管腳為負極;較長的一腳為正極,較短的一腳為負極。

 

光電二極管是在反向電壓下工作的,在黑暗狀態下,由于本征激發微弱,反向電流(此時電流稱為暗電流)很小。當有光照時,隨著本征激發的增強,少數載流子濃度增加,使得反向電流迅速增大到幾十微安,此時的電流稱為光電流。光照的強弱變化引起了光電二極管光電流大小的變化,這樣就可以很容易地實現光/電信號的轉換。在入射光照強度一定時,光電二極管的反向電流為恒值,與所加反向電壓大小基本無關。

光電二極管的檢測方法:

(1)用萬用表R×l00或R×lk擋,與測普通二極管一樣,其正向電阻應為10kΩ左右。

(2)對掉兩表筆,使光電二極管工作在反向狀態.用一物體遮住光電二極管的透明窗口,測得的電阻值應接近無窮大。

(3)去掉遮光物,表筆指針應向右偏轉至幾千歐處,光線越強.電阻值越小。若測得的正反向電阻都是無窮大或零,說明管子已損壞。

三、光電三極管

光電二極管能實現光電轉換,但靈敏度低,使用光電三極管就大大提高了光電轉換的靈敏度。

光電三極管為NPN結構,基極即為光射窗口,因此大多數光電三極管只有集電極和發射極兩個管腳,也有基極有引出腳的,作為溫度補償用,不用時剪去。管腳排列如圖3,靠近色點標志的是發射極,較遠的是集電極,引線較長的是基極。

 

實際應用光電三極管作為接收器件時.為提高接收靈敏度,可給它一個適當的偏置電流即施加一個附加光照,使其進入淺放大區,實際安裝時發光二極管不要擋住三極管的受光面,以免影響遙控信號的接收。采用這種辦法可以非常有效地提高接收靈敏度,增大遙控距離。

光電三極管的檢測如圖4所示。

 

(1)用遮光物遮住光電三極管的窗口,沒有光照,光電三極管沒有電流,測得的阻值應為無窮大。

(2)去掉遮光物,使光電三極管的窗口朝向光源,三極管導通,萬用表的指針向右偏轉至1kΩ左右,指針偏轉角的大小反映了管子的靈敏度。

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