[信息與通信]8光電式傳感器-展示頁
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【正文】 愛因斯坦假說： 2022/1/3 6 光電式傳感器 紅限頻率 : 產(chǎn)生光電子發(fā)射的最低 hAf /0 ?當(dāng)入射光的頻率 ff0時(shí)，則不能激發(fā)光電子。 光電導(dǎo)效應(yīng) （內(nèi)光電效應(yīng)） 光電式傳感器 2022/1/3 4 在光線的作用下能夠使物體產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)。 光電子發(fā)射效應(yīng)（外光電效應(yīng)） 當(dāng)物質(zhì)受到光的照射時(shí)，載流子的濃度增加， 電導(dǎo)率增大的現(xiàn)象，稱為光電導(dǎo)效應(yīng)。 光電效應(yīng)： 光電子發(fā)射效應(yīng) 光電導(dǎo)效應(yīng) 光生伏特效應(yīng) 三種類型 發(fā)生在物體內(nèi)部 發(fā)生在物體表面 半導(dǎo)體 金屬 光電器件 2022/1/3 3 當(dāng)物質(zhì)受到光照射時(shí)，電子得到了足夠的光能會(huì)從物質(zhì)表面上放射出來的現(xiàn)象，稱為光電子發(fā)射。2022/1/3 1 第 8章 光電式傳感器 內(nèi)容：光電器件 CCD傳感器 光纖傳感器 以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器 優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)快、性能穩(wěn)、非接觸。 2022/1/3 2 物質(zhì)受到光照會(huì)發(fā)生某些電學(xué)特性的變化，這一現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。 普通光電管和光電倍增管就是利用這種原理制成的。 光敏電阻就是利用這種效應(yīng)制成的。 光電池就是利用這種效應(yīng)制成的。 用波長表示 0hCA? ?外光電效應(yīng)多發(fā)生于金屬和金屬氧化物表面，且是瞬時(shí)發(fā)生的，滯后時(shí)間不超過 109s 2022/1/3 7 光電式傳感器 光電器件： 光電管： 透光的玻璃外殼 陽極 A 涂有光電發(fā)射材料的陰極 K 抽真空或少量惰性氣體 E RL A K U 光電管 光電倍增管 入射光 → 負(fù)載 RL的光電流 光電流與入射光強(qiáng)不成比例 溫度影響大，靈敏度低 容易衰老 2022/1/3 8 倍增極 +能發(fā)射更多電子的材料 I=I0(cδ)n δ— 每極的倍增率（一個(gè)電子能轟擊產(chǎn)生出 δ個(gè)次級(jí)電子） C — 各次陰極電子收集效率 光電式傳感器 — 光電倍增管 陰極 K 第一倍增極 第四倍增極 第三倍增極 第二倍增極 陽極 A 入射光 RL U0 D1 D4 D3 D2 IA K A R4 R3 R2 R1 R5 特點(diǎn)： 靈敏度高 適合弱光 強(qiáng)光易損壞 2022/1/3 9 ? 隨著半導(dǎo)體器件的發(fā)展，出現(xiàn)了大量的以半導(dǎo)體為材料的基于內(nèi)光電效應(yīng)器件： ? 光電阻 ? 光敏管 ? 光電池 2022/1/3 10 光導(dǎo)型光電器件 光照在半導(dǎo)體材料上，電子從價(jià)帶 → 禁帶 → 導(dǎo)帶，形成自由電子，使導(dǎo)電性增強(qiáng)。 無光照射時(shí)：呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，稱暗阻，一般在兆歐級(jí)。 靈敏度高，體積小，重量輕，性能穩(wěn)定，價(jià)格便宜。 光照射的反向電流基本上與光強(qiáng)成正比。 光生電子 空穴對(duì) + P N 光電式傳感器 2022/1/3 15 光電器件： 光電池 二、光電器件的基本特性 光電式傳感器 φ －光通量（ lumen） 當(dāng)光電器件電極上的電壓一定時(shí) , 光電流 I與光通量關(guān)系 I＝ F（ φ） 2022/1/3 16 E－照度（ lux） 光照特性 當(dāng)光電器件電極上的電壓一定時(shí)， 光電流 I與光照度關(guān)系 I＝ F（ E） O5101520250 . 2 0. 8 16123451/μAφ / l m真空光電管 光電特性呈現(xiàn)線性關(guān)系 光電式傳感器 2022/1/3 17 O2345500 1 0 0 0 15 001/mAE / l x ( c )1光電倍增管 靈敏度高，線性范圍大 光敏電阻 非線性，作為開關(guān)元件 光電式傳感器 2022/1/3 18 O0 . 10 . 20 . 42 0 0 0φ / l m481216205040302010O 5001000E / l x1/mA硅光電池 開路電壓呈非線性 短路電流呈線性 光敏二極管 線性特性好，用于檢測(cè) 光電式傳感器 2022/1/3 19 O2341/mAE / l x18 0 0 1000光敏三極管 線性特性好，用于弱光檢測(cè) 光譜特性 I=F(λ) λ－入射光波長 光電式傳感器 2022/1/3 20 1 . 00 . 60 . 2O 0 . 6 1 . 0銻銫多種成分 銫λ / μ m真空管 光電倍增管 光敏電阻 O0 . 5 1 . 0 1 . 5 I/Imax0 . 80 . 60 . 4λ /μ m硫化鎘 硫化鉈 硫化鉛 O2 0 0 0 4000λ /μ mI/Imax6000 8000銻 — 鉀 — 銫 光電式傳感器 2022/1/3 21 硅 光 電 池 光 敏 晶 體 管 O0 . 2 λ /μ mI/Imax 硒
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