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文档简介

光电传感器本章简单介绍光电效应、光电元件的结构和工作原理及特性，着重介绍光电传感器的各种应用。第一节

光电效应及光电元件

通常把光电效应分为三类：1）在光线的作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应，基于外光电效应的光电元件有光电管、光电倍增管、光电摄像管等。2）在光线的作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应，基于内光电效应的光电元件有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管及光敏晶闸管等。

一、基于外光电效应的光电元件

电子逸出金属表面的速度v可由能量守恒定律确定

mv2=hf－W二、基于内光电效应的光电元件一）光敏电阻1．工作原理光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。2.光敏电阻的特性和参数（1）

暗电阻（2）

光电特性（3）

响应时间

3．关于照度

（二）光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管1．光敏二极管结构及工作原理

光敏二极管结构与一般二极管不同之处在于：将光敏二极管的PN结设置在透明管壳顶部的正下方，可以直接受到光的照射。2．光敏三极管结构及工作原理

光敏三极管有两个PN结。与普通三极管相似，也有电流增益。（三）光敏晶体管的基本特性1．光谱特性

几种光敏材料的光谱峰值波长

材料名称

GaAsP

GaAs

Si

HgCdTe

Ge

GaInAsP

AlGaSb

GaInAs

InSb

峰值波长/μm

0.6

0.65

0.8

1～2

1.3

1.3

1.4

1.65

5.0

3.光电特性

光敏三极管的光电特性曲线斜率较大，说明其灵敏度较高。

4.温度特性

温度变化对亮电流影响不大，但对暗电流的影响非常大

5.响应时间

工业级硅光敏二极管的响应时间为10-5～10-7s左右，光敏三极管的响应时间比相应的二极管约慢一个数量级三、基于光生伏特效应的光电元件

光电池能将入射光能量转换成电压和电流属于光生伏特效应元件。第二节

光电元件的基本应用电路

一、光敏电阻基本应用电路

二、光敏二极管应用电路三、光敏三极管应用电路3）

恒光源发出的光通量投射到被测物上，然后从被测物表面反射到光电元件上，光电元件的输出反映了被测物的某些参数。4）

恒光源发出的光通量在到达光电元件的途中遇到被测物，照射到光电元件上的光通量被遮蔽掉一部分，光电元件的输出反映了被测物的尺寸。一、光源本身是被测物的应用实例

1.红外线辐射温度

2.热释电传感器在人体检测、报警中的应用

（1）热释电效应（2）对信号处理电路的要求二、被测物吸收光通量的应用实例1.光电式浊度计2.烟雾报警

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