光電效應(yīng)和光電器ppt課件(已修改)
2025-05-16 18:59 本頁(yè)面
【正文】 第七章 光電式傳感器 ? 光電傳感器是將光通量轉(zhuǎn)換為電量的一種傳感器。 被測(cè)量 光信號(hào) 電信號(hào) ? 一般由：光源、光學(xué)通路和光電元件組成。 ? 特點(diǎn)： 精度高、反應(yīng)快、非接觸、高分辨率、高可靠性，且可測(cè)參數(shù)多，傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形式靈活多樣等。 在檢測(cè)和控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 光電效應(yīng)和光電器件 外光電效應(yīng) : 在光線作用下使物體的電子逸出表面的現(xiàn)象 。 如光電管 、 光電倍增管 內(nèi)光電效應(yīng) : 在光線作用下能使物體電阻率改變的現(xiàn)象 ， 如光敏電阻 、 光敏晶體管等屬于這類光電器件 。 阻擋層光電效應(yīng) (光生伏特效應(yīng) ): 在光線作用下能使物體產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象 。 如光電池 下一頁(yè) 返 回 光電效應(yīng)和光電器件 光電管 光電倍增管 光敏電阻 光敏二極管和光敏晶體管 光電池 光電式傳感器的應(yīng)用 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 7． 1． 1 光電管 當(dāng)陰極受到適當(dāng)波長(zhǎng)的光線照射時(shí)便發(fā)射電子， 電子被帶正電位的陽(yáng)極所吸引，在光電管內(nèi)就有電子流，在外電路中便產(chǎn)生了電流。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 真空光電管的伏安特性 充氣光電管的伏安特性 充氣光電管 : 構(gòu)造和真空光電管基本相同，優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高 . 所不同的僅僅是在玻璃泡內(nèi)充以少量的惰性氣體 其靈敏度隨電壓變化的穩(wěn)定性、頻率特性等都比真空光電管差 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 7． 1． 2 光電倍增管 在入射光極為微弱時(shí)，光電管能產(chǎn)生的光電流就很小， 光電倍增管：放大光電流 組成：光電陰極 +若干倍增極 +陽(yáng)極 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 光電倍增管的結(jié)構(gòu) 與工作原理 ? 光電陰極 光電倍增極 陽(yáng)極 倍增極上涂有 SbCs或 AgMg等光敏材料，并且電位逐級(jí)升高 陰極發(fā)射的光電子以高速射到倍增極上，引起二次電子發(fā)射 二次電子發(fā)射系數(shù) σ =二次發(fā)射電子樹(shù)／入射電子數(shù) 若倍增極有 n，則倍增率為 σn 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 7． 1． 3 光敏電阻 1. 光敏電阻的工作原理及結(jié)構(gòu) 2． 光敏電阻的主要參數(shù) 3． 光敏電阻的基本特性 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 1. 光敏電阻的工作原理及結(jié)構(gòu) 當(dāng)無(wú)光照時(shí)，光敏電阻值 (暗電阻 )很大，電路中電流很小 當(dāng)有光照時(shí)，光敏電阻值 (亮電阻 )急劇減少，電流迅速增加 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 光敏電阻的結(jié)構(gòu) 光敏電阻的靈敏度易受潮濕的影響， 因此要將光電導(dǎo)體嚴(yán)密封裝在帶有玻璃的殼體中。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 半導(dǎo)體吸收光子而產(chǎn)生的光電效應(yīng)，只限于光照的表面薄層。 光敏電阻的電極一般采用梳狀，提高了光敏電阻的靈敏度。 靈敏度高，光譜特性好，光譜響應(yīng)從紫外區(qū)一直到紅外區(qū)。 而且體積小、重量輕、性能穩(wěn)定 梳狀電極 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 2． 光敏電阻的主要參數(shù) （ 1） 暗電阻和暗電流 光敏電阻在室溫條件下 ， 在全暗后經(jīng)過(guò)一定時(shí)間測(cè)量的電阻值 ， 稱為暗電阻 。 此時(shí)流過(guò)的電流 ， 稱為暗電流 。 （ 2） 亮電阻 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(shí)流過(guò)的電流稱為亮電流 。 （ 3） 光電流 亮電流與暗電流之差 ， 稱為光電流 。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 光敏電阻 當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，阻值減小。 光敏電阻演示 當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)， 光生電子 — 空穴對(duì)增加， 阻值減小，電流增大。 暗電流（越小越好） 3．光敏電阻的基本特性 （ 1） 伏安特性 （ 2） 光照特性 （ 3） 光譜特性 （ 4） 響應(yīng)時(shí)間和頻率特性 （ 5） 溫度特性 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 （ 1）伏安特性 在一定照度下，光敏電阻兩端所加的電壓與光電流之間的關(guān)系 在給定的偏壓情況下，光照度越大，光電流也就越大； 在一定光照度下，加的電壓越大，光電流越大，沒(méi)有飽和現(xiàn)象。 光敏電阻的最高工作電壓是由耗散功率決定的， 耗散功率又和面積以及散熱條件等因素有關(guān)。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 （ 2）光照特性 ? 光敏電阻的光電流與光強(qiáng)之間的關(guān)系 由于光敏電阻的光照特性呈非線性，因此不宜作為測(cè)量元件， 一般在自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用作開(kāi)關(guān)式光電信號(hào)傳感元件。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 （ 3）光譜特性 ? 光敏電阻對(duì)不同波長(zhǎng)的光，靈敏度是不同的 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返 回 （ 4
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