【正文】 ure 優(yōu)點：輸出結(jié)果與絕對 溫度成正比，理 想的線性輸出。 電壓型 PTAT ? 輸出電壓與溫度成 正比，由恒流源、 PTAT及晶體管組成 ? 常用的電壓型溫度傳感器為四端輸出型： 調(diào)整輸出溫度系數(shù)為 10mV/K V+， V：基準(zhǔn)電壓 Vout：電壓輸出 表示 K Vin：偏置電壓 Vin=， Vout=0 表示 0 oC 電流型 PTAT ? 輸出電流與溫度成 正比，由恒流源、 PTAT組成 AD590 ? AD590工作電壓 430V，測溫范圍 55150度 輸出電流和熱力學(xué)溫度嚴(yán)格成正比 晶閘管 ? 晶閘管的特點是可以用弱信號控制強信號。從控制的觀點看，它的功率放大倍數(shù)很大，用幾十到一二百毫安電流，兩到三伏的電壓可以控制幾十安、千余伏的工作電流電壓。 ? 在許多晶體管放大器功率達(dá)不到的場合，它可以發(fā)揮作用。從電能的變化與調(diào)節(jié)方面看，它可以實現(xiàn)交流 — 直流、直流 — 交流、交流 — 交流、直流 — 直流以及變頻等各種電能的變換和大小的控制。 晶閘管類型 ? 晶閘管有很多類型，比較常用的有普通晶閘管、高頻晶閘管、雙向晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、可關(guān)斷晶閘管、無控制晶閘管、光控晶閘管和熱敏晶閘管。 晶閘管結(jié)構(gòu)與外形 ? 晶閘管由 PNPN四層半導(dǎo)體構(gòu)成，其間形成三個 PN結(jié)，引出三個電極，分別為陽極 a、陰極 k和控制極 g。 半導(dǎo)體溫敏計應(yīng)用 ? 溫度控制 第二章 光敏傳感器 光電效應(yīng)傳感 ? 外光電效應(yīng)器件： 光電發(fā)射二極管，光電倍增管 ? 內(nèi)光電效應(yīng)器件 光導(dǎo)管，光敏電阻 ? 光生伏特效應(yīng)器件 光電池，光電二極管，光電三極管 ? 紅外熱釋電探測器 對光譜中紅外敏感的器件，利用輻射的紅外光（熱）照射材料時引起材料電學(xué)性質(zhì)變化或產(chǎn)生熱電動勢原理制成。 ? 固態(tài)圖像傳感器 分兩大類，一類是用 CCD的光電轉(zhuǎn)換和電荷轉(zhuǎn)移功能制成CCD圖像傳感器；一類是用光敏二極管與 MOS晶體管構(gòu)成的將光信號變成電荷或電流信號的 MOS圖像傳感器。 光電效應(yīng)傳感器 ? 外光電效應(yīng) 在光照射下，某些材料中的電子逸出表面而產(chǎn)生光電子發(fā)射的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)，也稱為光電發(fā)射效應(yīng)。 “光照產(chǎn)生光電流” 亥姆霍茲 赫茲 萊納德 列別捷夫 光電流檢測 光電發(fā)射二極管 ? 檢測裝置中發(fā)射電子的極板為陰極，吸收電子的極板為陽極，且將兩者封于同一殼內(nèi)，連上電極（正偏），就成為光電二極管。 真空光電二極管 充氣光電二極管 真空光電二極管 0~20V范圍內(nèi)，偏壓 ∝ 光電流 大于 20V，飽和區(qū) 光電流 ∝ 光強 充氣光電二極管 ? 管殼中充有惰性氣體（氬，氖） 特點：光電流隨偏置電壓增加而增大 優(yōu)點：靈敏度高，加大電壓提高光電流 缺點：穩(wěn)定性差，頻率特性差 光電倍增管 ? 倍增效應(yīng) 具有足夠動能 的電子轟擊倍 增極時，該倍 增極表面將有 電子發(fā)射，稱 二次電子發(fā)射 直線瓦片式倍增系統(tǒng) 光電倍增管參數(shù) ? 暗電流：無光照條件下，加電壓，陽極電流 ：管內(nèi)的堿金屬蒸汽 ：材料的逸出功低，溫度導(dǎo)致 ：管內(nèi)的氣體電離，熒光發(fā)射 ：尖端在高壓下的場致發(fā)射 光電倍增管電路 正高壓供電與前放耦合 負(fù)高壓供電與前放耦合 光電效應(yīng)傳感器 ? 內(nèi)光電效應(yīng) 光照射半導(dǎo)體材料時，材料吸收光子而產(chǎn)生電子 空穴對，使導(dǎo)電性能加強，電導(dǎo)率增加這種光照后電導(dǎo)率發(fā)生變化現(xiàn)象為光電導(dǎo)效應(yīng)，又稱為內(nèi)光電效應(yīng)。 “光照改變阻值” 光敏電阻 ? 利用光電導(dǎo)效應(yīng)制成光敏電阻，結(jié)構(gòu)包括玻璃基片，光電導(dǎo)材料，電極，漆膜，外殼。 光敏電阻參數(shù) ? 暗電阻：全暗條件下電阻值 ? 亮電阻：受到光照時的電阻值 光敏電阻參數(shù) ? 光電靈敏度：單位光通量入射條件下，光敏電阻輸出的光電流大小。 S=dI/d216。 光敏電阻的應(yīng)用 ? 自動照明裝置 光生伏特效應(yīng)傳感器 ? 利用光照射半導(dǎo)體材料 PN結(jié)后，在 PN結(jié)兩端產(chǎn)生電動勢（可用作電壓源）的光生伏特效應(yīng)現(xiàn)象，可制作光生伏特效應(yīng)器件。 “光照產(chǎn)生電動勢” 光生伏特效應(yīng)開路應(yīng)用 光電池 光電池 ? 光電池是將光能轉(zhuǎn)換成電能的能量轉(zhuǎn)換器件，這類器件有發(fā)電機的性質(zhì)，具有電動勢和內(nèi)阻。 一、 1839年，法國科學(xué)家貝克雷爾發(fā)現(xiàn)“光伏效應(yīng)” 。 二、 1954年，美科學(xué)家恰賓和皮爾松首次制成實用單晶硅太陽能電池，誕生將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的實用光伏發(fā)電技術(shù)，效率為 6% 三、同年，韋克爾發(fā)現(xiàn)砷化鎵有光伏效應(yīng)，并制成 第一塊薄膜太陽能電池。 四、 1957年，硅太陽能電池效率為 8%。 1958年，太陽能電池首次在 太空應(yīng)用 。 1995年，高效聚光砷化鎵太陽電池效率達(dá)到 32%。 五、 1996年以來，世界光伏發(fā)電高速發(fā)展，應(yīng)用范圍越來越廣，尤其是光伏技術(shù)的屋頂計劃，為光電展現(xiàn)無限光明的前途 。 屋頂上的電源 光生伏特效應(yīng)反偏應(yīng)用 n型 p型 耗盡層 耗盡層光電二極管實際上是一個加了反向偏壓的 pn結(jié) 光生伏特效應(yīng)反偏應(yīng)用 p n E 光生電流 I 1. pn結(jié)加一個較高的反向偏壓 2. pn結(jié)耗盡區(qū)受到光的照射產(chǎn)生光生載流子 3. 在外部偏壓的作用下，光生載流子定向漂移產(chǎn)生光生電流 加反向偏置電壓后形成一個很寬的耗盡層 高摻雜 p+型 高摻雜 n+型 i (本征 )層：低摻雜 n型 耗盡區(qū) PIN光電二極管 雪崩光電二極管 光電三極管 +v b c e 工作原理：光電二極管光電轉(zhuǎn)換，三極管光電流放大。 光敏三極管的應(yīng)用：光控電位器 光電三極管 IV曲線 光敏場效應(yīng)管 晶體管是一種電流控制元件 ， 工作時 ， 多數(shù)載流子和少數(shù)載流子都參與運行 ， 所以被稱為雙極型器件 場效應(yīng)管 （ FET） 是一種電壓控制器件 ， 工作時 ，只有一種載流子參與導(dǎo)電 ， 因此它是單極型器件 。 FET因其制造工藝簡單 ， 功耗小 ， 溫度特性好 ， 輸入電阻極高等優(yōu)點 ， 得到了廣泛應(yīng)用 。 光敏場效應(yīng)管 p++pd漏極源極 s柵極 gNgsdN溝道 gdsP溝道 兩個 PN結(jié)夾著一個 N型溝道。三個電極： g：柵極 d：漏極 s：源極 結(jié)型場效應(yīng)管 NGGg+sdpVp + （ 1）柵源電壓 Vgs對溝道的控制作用 在柵源間加負(fù)電壓Vgs，令 Vds =0 當(dāng) Vgs=0時，為平衡 PN結(jié)，導(dǎo)電溝道最寬。 當(dāng) │Vgs│↑時， PN結(jié)反偏，耗盡層變寬，溝道電阻增大。 當(dāng) │Vgs│↑到一定值時 ，溝道會完全合攏。 （ 2）漏源電壓 Vds對電流 Id的影響 NgsdidDDVp+ p+在漏源間加電壓 Vds ，令 Vgs =0 當(dāng) Vds =0時， Id=0 Vds ↑→Id ↑ 靠近漏極處的耗盡層加寬，溝道變窄，呈楔形分布 當(dāng) Vds ↑， Vgd= Vds=Vp時，在靠漏極處夾斷 :預(yù)夾斷 預(yù)夾斷前， Vds↑→ Id ↑ 預(yù)夾斷后， Vds ↑→ Id 幾乎不變 （ 2）柵源電壓 Vgs和漏源電壓 Vds共同作用 sgVdDDdiGGVp+ p+輸出特性曲線： Id=f（ Vds） │Vgs=常數(shù) u= 3 VDSGSuGS= 1 VuuuGS( m A )= 2 VDiGS= 0V可變電阻區(qū) 恒流區(qū) 截止區(qū) 擊穿區(qū) 轉(zhuǎn)移特性曲線： uuGS = 0Vu0u( m A )1u= 3VD3 1310 VDS2( m A )GS( V )2144iu= 1VD2GSGSGS4i( V )3= 2Vg 漏極s+N襯底P 襯底源極 d柵極bN++++ ++++++ + + sbgd耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管 光敏場效應(yīng)管 柵壓與照度關(guān)系 光生伏特效應(yīng)器件應(yīng)用 ? 光電二極管 路燈自控 光生伏特效應(yīng)器件應(yīng)用 ? 光電二極管 光強測量 光生伏特效應(yīng)器件應(yīng)用 ? 太陽能電源 光生伏特效應(yīng)器件應(yīng)用 ? 光敏三極管 轉(zhuǎn)速傳感 光生伏特效應(yīng)器件應(yīng)用 ? 光電三極管 紙張監(jiān)控 光生伏特效應(yīng)器件應(yīng)用 ? 光耦的應(yīng)用 光耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸