光電光纖霍爾ppt課件(已修改)
2025-05-18 04:08 本頁面
【正文】 南昌航空大學航空與機械學院 第七章 光電式傳感器 光電式傳感器是利用光電元件將光信號變換成電信號的一種裝置。光電元件也稱光敏元件 ，光電元件的類型很多，但其工作原理都是建立在光電效應(yīng)這一物理基礎(chǔ)上的。根據(jù)光電效應(yīng)的不同機理，光電效應(yīng)可分為三類： ⑴ 光電子發(fā)射效應(yīng) 。在光的照射下，使電子從物理表面逸出的現(xiàn)象稱之。 ⑵ 光電導效應(yīng) 。在光的照射下，使物理電阻率改變的現(xiàn)象稱之。 ⑶ 光伏效應(yīng) 。在光的照射下使物體在某一方向產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象稱之。 光電子發(fā)射效應(yīng)在物體表面產(chǎn)生，所以也稱外光電效應(yīng)，通常使用的是金屬材料；光電導效應(yīng)和光伏效應(yīng)發(fā)生在物體內(nèi)部，所以也稱內(nèi)光電效應(yīng)，一般使用的是半導體材料。 南昌航空大學航空與機械學院 71光敏電阻 一、光敏電阻的工作原理 光電導效應(yīng)： 半導體材料受到光照時會產(chǎn)生電子 空穴對 ,使其導電性能增強 ,光線愈強，阻值愈低，這種光照后電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為光電導效應(yīng)。 光照停止，自由電子與空穴逐漸復合，電阻又回復原來值。根據(jù)這一原理制成的器件稱為光敏電阻。 光敏電阻沒有極性，使用時在電阻兩端加直流或交流偏壓，如下圖所示。 光敏電阻不受光照射時的電阻稱 暗電阻 ，此時通過的電流稱 暗電流 。受光照射時的電阻稱 亮電阻 ，對應(yīng)的電流稱 亮電流 。亮電流與暗電流之差稱 光電流 。光敏電阻的暗電阻在幾兆歐以上，而亮電阻在幾千歐以下。暗電阻與亮電阻之差越大，光電流越大，靈敏度越高。 南昌航空大學航空與機械學院 第七章 光電傳感器 南昌航空大學航空與機械學院 光敏電阻的結(jié)構(gòu)圖 南昌航空大學航空與機械學院 二、光敏電阻的基本特性 ：表示光電流與照射光強度的關(guān)系，也稱光電特性。 不同類型的光敏電阻光照特性不同，但大多數(shù)光敏電阻的光照特性曲線是非線性的，所以不適宜作檢測元件，只能作為開關(guān)式的光電轉(zhuǎn)換器 。 南昌航空大學航空與機械學院 ：表示光敏電阻的光電流與外加電壓之間的關(guān)系。在給定的電壓下，光電流的數(shù)值隨著照射光的增強而加大，照射光強不變時，外加電壓越高，光電流 I也越大，靈敏度隨之增大。但最高工作電壓受到允許耗散功率限制，不同元件有不同的規(guī)定，使用時應(yīng)注意。 南昌航空大學航空與機械學院 ：表示照射光的波長于光電流的關(guān)系。不同材料光敏電阻的光譜特性不同，照射光的波長不同時，光敏電阻的靈敏度亦不同。光敏電阻的靈敏度有一個峰值，材料不同靈敏度峰值對應(yīng)的波長不同。所以選擇光敏電阻時，要與使用的光源結(jié)合起來考慮，才能獲得較好的效果。 南昌航空大學航空與機械學院 ：表示光 電流 與照射 光強度變化頻率 之間的關(guān)系。因為光敏電阻受光照射后光電流不能立即達到飽和值，而是需要經(jīng)過一段時間。同樣光線停止照射后，光電流也不是立即完全消失，也存在一定的延時現(xiàn)象。 大多數(shù)光敏電阻的相應(yīng)時間都較長，在 ms級左右。它除了與材料有關(guān)外，還取決于照度、負載電阻和環(huán)境溫度。 南昌航空大學航空與機械學院 ：光敏電阻與其它半導體器件一樣，溫度對其特性影響很大。溫度升高時暗電流增大，使靈敏度降低。 南昌航空大學航空與機械學院 第七章 光電傳感器 照相機自動測光 光控燈 工業(yè)控制 南昌航空大學航空與機械學院 7－ 2 光電管 光電管的工作原理與光敏電阻是相似的，其差別只是光照在半導體結(jié)上而已。 光電二極管 的 PN結(jié)裝在管的頂部 ,上面有一個透鏡制成的
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