光感式傳感器原理及其應(yīng)用0-文庫吧
2025-06-01 01:55 本頁面
【正文】 愛因斯坦光電效應(yīng)方程描述：EK=hν W當(dāng)光子能量等于或大于逸出功時(shí)才能產(chǎn)生外光電效應(yīng)。因此每一種物體都有一個(gè)對(duì)應(yīng)于光電效應(yīng)的光頻閾值，稱為紅限頻率。對(duì)于紅限頻率以上的入射光，外生光電流與光強(qiáng)成正比。內(nèi)光電效應(yīng)是指在光線作用下，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)，分為光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)兩類。光電導(dǎo)效應(yīng)是指，半導(dǎo)體材料在光照下禁帶中的電子受到能量不低于禁帶寬度的光子的激發(fā)而躍遷到導(dǎo)帶，從而增加電導(dǎo)率的現(xiàn)象。能量對(duì)應(yīng)于禁帶寬度的光子的波長(zhǎng)稱光電導(dǎo)效應(yīng)的臨界波長(zhǎng)。光生伏特效應(yīng)指光照使不均勻半導(dǎo)體或半導(dǎo)體與金屬結(jié)合的不同部位之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。光生伏特效應(yīng)首先是由光子轉(zhuǎn)化為電子、光能量轉(zhuǎn)化為電能量的過程；其次，是形成電壓過程?？煞譃閯?shì)壘效應(yīng)（結(jié)光電效應(yīng)）和側(cè)向光電效應(yīng)。勢(shì)壘效應(yīng)的機(jī)理是在金屬和半導(dǎo)體的接觸區(qū)(或在PN結(jié))中，電子受光子的激發(fā)脫離勢(shì)壘（或禁帶）的束縛而產(chǎn)生電子空穴對(duì)，在阻擋層內(nèi)電場(chǎng)的作用下電子移向 N區(qū)外側(cè)，空穴移向 P區(qū)外側(cè)，形成光生電動(dòng)勢(shì)。側(cè)向光電效應(yīng)是當(dāng)光電器件敏感面受光照不均勻時(shí)，受光激發(fā)而產(chǎn)生的電子空穴對(duì)的濃度也不均勻，電子向未被照射部分?jǐn)U散，引起光照部分帶正電、未被光照部分帶負(fù)電的一種現(xiàn)象。 光電器件基于光電效應(yīng)原理工作的光電轉(zhuǎn)換元件稱為光電器件或光敏元件。光電效應(yīng)分為外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)，相對(duì)應(yīng)的光電器件也有光電發(fā)射型、光導(dǎo)型和光伏型三種。光電發(fā)射型光電器件有光電管和光電倍增管；光導(dǎo)型光電器件有光敏電阻、光敏二極管和光敏三極管；光伏型光電器件有光電池。光電器件的基本特性有光電特性和光照特性、光譜特性、伏安特性、頻率特性以及溫度特性。光電式傳感器是以光為媒介、以光電效應(yīng)為基礎(chǔ)的傳感器，主要由光源、光學(xué)通路、光電器件及測(cè)量電路等組成。光電式傳感器的基本類型有透射式、反射式、輻射式、遮擋式和開關(guān)式。 外光電效應(yīng)器件工作原理光電管是利用外光電效應(yīng)制成的光電元件，其外形和結(jié)構(gòu)如圖1所示，半圓筒形金屬片制成的陰極K和位于陰極軸心的金屬絲制成的陽極A封裝在抽成真空的玻殼內(nèi)，當(dāng)入射光照射在陰極上時(shí)，單個(gè)光子就把它的全部能量傳遞給陰極
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