光電測量技術(shù)ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-02 04:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 反映外接負(fù)載電阻相對于光電池內(nèi)阻很小時的光電流。而光電池的內(nèi)阻是隨著照度增加而減小的，所以在不同照度下可用大小不同的負(fù)載電阻為近似“短路”條件。 第 11章 光電測量技術(shù) 從實驗中知道，負(fù)載電阻越小，光電流與照度之間的線性關(guān)系越好，且線性范圍越寬。 對于不同的負(fù)載電阻，可以在不同的照度范圍內(nèi)，使光電流與光強(qiáng)保持線性關(guān)系，所以應(yīng)用光電池作測量元件時，所用負(fù)載電阻的大小，應(yīng)根據(jù)光強(qiáng)的具體情況而定?？傊?，負(fù)載電阻越小越好。 第 11章 光電測量技術(shù) ③ 光電池的頻率特性 光電池在作為測量、計數(shù)、接收元件時，常用交變光照。 光電池的頻率特性：反映光的交變頻率和光電池輸出電流的關(guān)系。硅光電池可以有很高的頻率響應(yīng)。 第 11章 光電測量技術(shù) ④ 光電池的溫度特性 光電池的溫度特性主要描述光電池的開路電壓和短路電流隨溫度變化的情況。由于它關(guān)系到應(yīng)用光電池設(shè)備的溫度漂移，影響到測量精度或控制精度等主要指標(biāo)，因此它是光電池的重要特征之一。 從曲線看出，開路電壓隨溫度升高而下降的速度較快，而短路電流隨溫度升高而緩慢增加。 因此當(dāng)光電池作測量元件時，在系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)考慮到溫度的漂移，從而采取相應(yīng)的措施來進(jìn)行補(bǔ)償。 第 11章 光電測量技術(shù) 3 光敏二、三極管 1)光敏二極管 (1) 結(jié)構(gòu)和工作原理 光敏二極管又稱光電二極管，它與普通半導(dǎo)體二極管在結(jié)構(gòu)上是類似的。 第 11章 光電測量技術(shù) 在光敏二極管管殼上有一個能射入光線的玻璃透鏡，入射光通過玻璃透鏡正好射在管芯上。發(fā)光二極管的管芯是一個具有光敏特性的 PN結(jié)，它被封裝在管殼內(nèi)。發(fā)光二極管管芯的光敏面是通過擴(kuò)散工藝在 N型單晶硅上形成的一層薄膜。 第 11章 光電測量技術(shù) 光敏二極管的管芯以及管芯上的 PN結(jié)面積做得較大，而管芯上的電極面積做得較小， PN結(jié)的結(jié)深比普通半導(dǎo)體二極管做得淺，這些結(jié)構(gòu)上的特點都是為了提高光電轉(zhuǎn)換的能力。另外與普通的硅半導(dǎo)體二極管一樣，在硅片上生長了一層二氧化硅保護(hù)層，它把 PN結(jié)的邊緣保護(hù)起來，從而提高了管子的穩(wěn)定性，減小了暗電流。 第 11章 光電測量技術(shù) 光敏二極管在電路中處于反向偏置，在沒有光照射時，反向電阻很大，反向電流很小，該反向電流稱之為暗電流。當(dāng)光照射在 PN結(jié)上，光子打在PN結(jié)附近，使 PN結(jié)附近產(chǎn)生光生電子及光生空穴，因此使 PN結(jié)的反向電流增大。 第 11章 光電測量技術(shù) ① 最高反向工作電壓 最高反向工作電壓 ： 光敏二極管在無光照條件下，反向漏電流不大于 。 ② 暗電流 暗電流： 光敏二極管在無光照、最高反向工作電壓條件下的漏電流。暗電流越小，光敏二極管的性能越穩(wěn)定，檢測弱光的能力越強(qiáng)。 ③光電流 光電流：指光敏二極管受到一定光照時，在最高反向工作電壓下產(chǎn)生的電流。 光電流值越大越好。 ④ 靈敏度 它是反映光敏二極管對光敏感程度的一個參數(shù)，用在每微瓦的入射光能量下所產(chǎn)生的光電流來表示。 靈敏度越高，說明光敏二極管對光的反應(yīng)就越靈敏。 (2) 主要技術(shù)參數(shù) 第 11章 光電測量技術(shù) ⑤ 響應(yīng)時間 它表示光敏二極管將光信號轉(zhuǎn)換成電信號所需要的時間。響應(yīng)時間越短，光敏二極管將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的速度越快，光敏二極管的工作頻率越高。 ⑥ 結(jié)電容 它是指光敏二極管中 PN結(jié)的結(jié)電容。結(jié)電容越小，發(fā)光二極管的工作頻率就越高。 ⑦ 正向壓降 正向壓降是指給光敏二極管以一定的正向電流時，光敏二極管兩端的電壓降。它反映了光敏二極管正向特性的好壞。 ⑧ 光譜范圍和峰值波長 不同材料制成的光敏二極管有著不同的光譜特性，它反映了光敏二極管對不同波長的光反應(yīng)的靈敏度是不同的。把光敏二極管反應(yīng)最靈敏的波長，叫做該光敏二極管的峰值波長。 第 11章 光電測量技術(shù) 2） 光敏三極管 (1) 結(jié)構(gòu)和工作原理 光敏三極管有 PNP型和 NPN型兩種。 第 11章 光電測量技術(shù) 光敏三極管像普通三極管一樣有兩個 PN結(jié)，因此具有電流增益。當(dāng)集電極加上正電壓，基極開路時，集電極處于反向偏置狀態(tài)。當(dāng)光線照射在集電結(jié)的基區(qū)時，會產(chǎn)生電子 空穴對，光生電子被拉到集電極，基區(qū)留下空穴，使基極和發(fā)射極間的電壓升高，這樣便有大量的電子流向集電極，形成輸出電流，且集電極電流為光電流的 β倍。 第 11章 光電測量技術(shù) (2) 光敏三極管的主要特性 ① 光敏三極管的光譜特性 光敏三極管存在一個最佳靈敏度的峰值波長。當(dāng)入射光的波長增加時，相對靈敏度要下降，這是容易理解的。 第 11章 光電測量技術(shù) ② 光敏三極管的伏安特性 第 11章 光電測量技術(shù)
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