模块八光学量检测上

机、电类

《传感器与检测技术项目教程》

模块八、光学量检测课件

统一书号：ISBN978-7-111-48817-0

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2015年2月第1版（作者：梁森、黄杭美、王明霄、王侃夫）7/2/20231本模块介绍“光学量”的基本概念、各种光电元件，例如：紫外光电管、光敏电阻、光敏二极管、光敏晶体管、光电池，介绍各种光电元件的应用。还介绍了光导纤维传感器及其应用。内容简介今天是：7/2/20237/2/20232模块八、光学量检测（上）目录进入知识链接光学量的基本概念项目一、光电元件及应用电路（中、下）项目二、光电传感器的应用（下）拓展阅读光导纤维传感器及应用現在時間是：04:52进入进入7/2/20233知识链接光学量的基本概念图8-1广义电磁波谱7/2/20234光学常用的度量表8-1常用光度学的名称、符号、单位及说明名称符号单

位说

明辐射能Q焦耳，J发光体辐射出来的光能量辐射能通量(辐射功率)Φ瓦，W发光体在单位时间内辐射出的总能量光通量Φ流明，lm发光体每秒所发出的辐射功率经过人眼的视见函数影响后的等效辐射功率光强I坎德拉，cd发光体在特定方向的单位立体角内所发射的光通量照度E勒克斯，lx发光体照射在被照物体单位面积上的光通量亮度Lcd/m2发光体在视线方向单位投影面上的光强7/2/20235光学量名词解释（1）光通量：光源在单位时间内向周围空间辐射出去的并使人眼产生光感的能量大小，用符号Φ表示，单位为流明（lm），是人眼感受到的555nm光辐射功率。在较明亮的环境中，人的视觉对波长为555nm左右的绿色光最敏感。由于人眼对不同波长光的相对视见率不同，所以不同波长光的辐射功率相等时，其光通量并不相等。对于人眼最敏感的555nm的绿光。1W=683lm（绿色），而1W的650nm光（红色）,人的感觉仅为73lm。7/2/20236光通量（续）40W白炽灯发射的光通量为350lm；40W荧光灯发射的光通量为2000lm；单只高亮度LED的光通量与消耗的功率有关，常见范围为20~100lm。7/2/20237明视觉和暗视觉条件下的光谱光效率函数7/2/20238光学量名词解释（续）（2）发光强度：简称光强，表示发光强弱，用符号I表示，单位是坎德拉（cd）。曾经使用过的单位有烛光、支光。发光强度定义为：频率为540×1012Hz（即波长555nm）的单色光源每单位立体角（1个球面度）辐射能为1/683W时的光通量。若光源发出的波长为555nm单色辐射是均匀的，则发光体在某给定方向上的发光强度就等于发光体在该方向的立体角Ω内传输的光通量Φ除以该立体角所得的值，即：I=Φ/Ω。7/2/20239（2捐）发犯光强鬼度（续柜）若点抽光源抗各向就同性积，且I=1cd粥时，Φ=4忘πI=1钥2.鸡56鞋l边m与力污学的举单位尸比较笨，“照光通柱量”维相当仰于“填压力赤”，坟而“鉴发光蔽强度臭”相蹄当于吴“压惩强”谱。太阳摔的发各光强箭度为此3×梁1027cd；高亮歇度L饶ED搬的发斤光强恋度为蛋10厦cd；普通图蜡烛盟的发潜光强脑度约姑为1匀cd。6/芽26溪/2架02院310晴天百太阳1坎农德拉婶（1天cd叛）：单色婚光源每单急位立爱体角（1把个球烦面度短）辐射产能为椒1/统68哨3W时的光通雕量。曾秩经使炎用过剩的单罢位有蝇烛光冒、支完光。1“态烛光在”6/候26趁/2纹02槽311发光妄强度茅（续航）LE婆D的告发光遭强度拘分布旷示意委图要使以被照爽射点喊看起振来更舟亮，不赏仅要提拆高光贸通量，而舍且要槽增大声会聚汗的手谊段，栗实际付上就报是减少脱发光舰的立赶体角，就胆能得活到更湖大的哭发光姐强度惧。LE鲁D的发光际强度可以生达到几十危cd6/闯26系/2搁02震312光学速量名懒词解枪释（主续）（3蚀）照愉度：描述拣物体稀被照代亮的厉程度韵，用究符号E表示，单煮位为蜻勒克刺斯（捞lx请），帮相当湖于1m2面积仙上受闭到1花个l巨m光烛通量扁的照史射。若伸受照茫面积泪为A，所返接收爹的光歉通量说为Φ，则下照度筒被定排义为E=Φ/A，1谅l持x=伐1正lm邮/m2。倾斜犹照亮仍被照候物时羡的照看度变壶小。6/株26光/2筐02胶313光学挣量名丙词解父释（版续）照度麦平方柏反比川定律篮：点械光源妹照射呆在物捉体上漆，物丧体的迷照度颂（均店匀时颂）与祖从光县源到踢物体触的距桐离的斗平方旱成反梳比。6/窑26梢/2狮02喷314表8写-2批日常母生活匙环境肾的照胸度环境照度/lx晴天中午室外10000～80000阴天中午室外6000晴天中午室内窗口桌面2000~4000办公室约150～200晚上教室桌面约15040W荧光灯正下方1.3m9040W白炽灯下1m30黄昏室内10满月时的地面0.2教室不课桌竹的照樱度测逆量6/撇26诱/2咐02希315光学附量名语词解田释（摄续）（4份）亮射度：铃描述援人对尚发光彻体或菜被照码射物肠体表歌面的敢发光净或反浮射光绑强度混所感将受到舞的明状亮程赞度，用袜符号L表示码，单般位为坎德贯拉每平敏米（幸cd梯/m2），过去坝使用照过的没单位通有尼黑特（叼nt杏）。誉亮度养是针寒对面艰光源绸而言董的。人眼巷能够泥感觉损的亮阵度范码围极包宽，等从千虚分之轻几c掉d/梅m2直到哥几百劈燕万c阀d/轮m2。人眼喇对3边80浮～7乞80甚纳米俘内不顶同波吉长的拦光具菠有不各同的豪敏感巧程度颤，称暗为人胞眼的所视敏销特性。人享眼感遭觉到构的红方、绿笋、蓝恳三者掩亮度挺之和渔决定绢了物洽体的赏总亮完度。6/乳26倡/2错02烂316表8面-3烘常见门物体易的亮恶度光源名称亮度/cd·m-2红色激光笔窗口2×1010地球上看到的太阳2×109超高压球状水银灯1×109白炽灯钨丝1×107乙炔火焰8×104太阳照射下的洁净雪面或白纸3×104阴天天空200040W荧光灯表面7000液晶电视屏幕400~1000满月下的白纸0.07无月夜空0.0001直视湿红色葡激光歉将对雷眼睛继造成耳损害太阳连耀斑6/镇26趣/2斤02连317晴天哈天空耍的亮你度乙炔益火焰惜的亮雄度满月精时的挥地面炽热眨的钨左丝亮贿度6/踢26派/2验02雹318光学辽量名做词解东释（锻续）光通腾量、恩发光丸强度融、亮钞度、疾照度窝之间查的关哨系6/亮26装/2欠02须319项目奥一搭光麻电元旨件及且应用安电路【项携目教钥学目富标】☞成知质识目担标1）够了解呼常用猪光电袍元件德的基这本特腾性。2）残了解脑光电撞池的兼短路归电流努测量税电路菌。☞迅技上能目绸标1）煎掌握凉光敏药晶体率管应搅用电尾路的撑计算浴。2）称掌握抵光控淡电路寒的分亭析。回目录現在伐時間是：16商:1叮96/雨26灿/2岂02俗320光电分效应用光充照射随某一评物体袄，可垃以看案作物体起受到痛一连亏串能身量为hf的光米子的纪轰击挎，组恨成这嫂物体询的材熔料吸既收光哄子能纯量而撞发生荷相应指电效甩应的升物理督现象道称为对光电茎效应。1）绑在光少线的江作用貌下能俊使电鸡子逸漆出物擦体表台面的夜现象偶称为扔外光付电效呜应，蹲基于乓外光笛电效递应的某光电蛙元件达有光惧电管应、光叫电倍志增管话等。2）骂在光胃线的疗作用均下能坦使物摔体的条电阻尼率改挡变的订现象岔称为斑内光英电效距应，师也称灿为光非电导洁效应每。基壳于内南光电纵效应纵的光失电元咸件有届光敏爽电阻说、光茄敏二景极管亏、光盖敏晶蛛体管蚁及光租敏晶疯闸管守等。6/锋26变/2艰02怀321光电滑效应栽（续亏）3）肠在光饥线的排作用醋下，季物体饥产生元一定恰方向卡电动涝势的亲现象赞称为妨光生摔伏特斧效应徐，基年于光仅生伏侦特效柏应的睡光电肾元件泥有光睁电池抢等。第一赏类光麦电元请件属斜于玻氧璃真熔空管绒元件，第二宅、三覆类属奖于半纳导体夸元件。6/混26栏/2漆02秒32219铸05案年德蹄国物裂理学医家爱市因斯轰坦用光聋量子逝学说酿解释蜓了光既电发虎射效考应，并烫为此玻而获狂得19争21乎年诺歼贝尔越物理泥学奖。6/输26脸/2筋02臣323任务剂一殃紫巷外光疾电管经的特燃性及妥应用消电路图8或-2光电番管及外光帅电效缓应a）浇光电辛管b）挥外光群电效新应示片意图1－宁阳极知A皮2目－阴葛极K3－枣石英课玻璃师外壳4－晴抽气遇管蒂5－牧阳极奶引脚6－武阴极艰引脚7－承金属槽表面8－钻光子9－念光致技发射庭电子6/厘26洋/2富02藏324任务馆一揭紫桨外光寒电管洲的特匀性及封应用晓电路图8途-3光电添管的图形玩符号前及测量国电路6/帽26借/2泡02设325紫外贪光电签管当入凉射紫械外线切照射姨在紫餐外管阴极恶板上时，脊电子崖克服歉金属倚表面币对它添的束腿缚而逸出顺金属号表面樱，形负成电罢子发航射。紫债外管明多用扰于紫外违线测旱量、火焰肢监测等。可见杯光较勇难引旨起光馆电子适的发梯射。火焰近的辐怒射光歼中包删含了愿较大炼比例盒的紫拔外光。紫外坚线玻壳催用石英辟材料制造的，对紫狠外线插透光凝率较章好的6/剧26嫩/2筝02况326任务蝇二体光充敏电石阻的宁特性胜及应季用电佛路光敏诸电阻候是基霸于内桨光电蛙效应烦的光警电元侄件，具泼有结原构简顿单、价格赛低廉等特话点。协但其愈线性词度较轻差，芬温漂促较大冻。一、灯光敏群电阻丘的的吴结构亲及工迟作原腔理材料锐：金属枯的硫晨化物、硒塔化物询、碲郑化物蚊等半轰导体休。半滥导体至的导溜电能见力取暖决于受半导算体载蝇流子推数目等的多馅少。当光膜敏电吹阻受到在光照亡时,掌产生披自由绕电子牛和空议穴。光照炭越强魄,阻圣值就话越低。入沿射光围消失说,电淋子-疏空穴趁对逐渐复合脏。6/叠26植/2高02排327光敏折电阻的外形陕及结箩构当光但敏电旅阻受炊到光侵照时分，两个柱电极惰之间带的阻抹值减缸小。6/防26凤/2赌02诊328光敏凤电阻湖原理烂演示当光摩敏电侮阻受到察光照色时，光生坛电子贵-空惭穴对乖增加，阻值摄减小，电流纪增大。无光彻照时妖的电呼流称售为暗电户流（温度戴升高事，暗菜电流鞭增大）光照谅产生屑的电包流称为裁亮电务流6/链26巩/2谱02营329二、夹光敏脂电阻垄的特珍性和总参数（1帖）暗闻电阻喂：置统于室结温、件全暗吓条件侵下测捕得的哄稳定绿电阻尸值称罪为暗腿电阻击，通亡常大币于1陷MΩ柏。光躲敏电首阻受佛温度纵影响哨甚大关，温盖度上盼升，塞暗电惨阻减壁小，处暗电华流增姑大，此灵敏挎度下贷降，这是叉光敏布电阻粱的一烈大缺直点。（2雁）光乖电特暮性：舞在光萄敏电泪阻两培极电筐压固尸定不旱变时裁，照里度与汽电阻泊及电逼流间尽的关朴系称贵为光芬电特畅性。图8们-6乞光敏坛电阻粗特性6/递26锹/2扶02裙330二、叹光敏是电阻期的特石性和问参数换（续恐）（3惨）光己谱特析性：端对波鉴长为剧50宏0~躁70奶0n茶m的颜入射韵光有掌较大佛的响病应。（4毕）响姻应时姓间：飞受光伸照后屯，光在电流刚需要封经过辞一段钱时间忽（上神升响歼应时后间）嘱才能志达到全其稳迈定值始。6/侨26喂/2遥02距331光敏惯电阻网的特侵性和蚊参数志（续够）同样诉，在裕停止烦光照皂后，泛光电凤流也角需要毛经过会一段丛时间表（下康降响仰应时折间）晴才能晒恢复茂到其拦暗电扯流值芒。上升洞响应忆时间鲁和下株降响条应时怎间为剖30玻ms娇左右肿，不营能用史于要水求快满速响恨应的娇场合商。（5榨）工绳作温芹度：傅通常挎为-剂30地～+虎70度℃，当大于攀工作穗温度仙上限收时，扒温漂外严重迷；小于镰工作泼温度培下限造时，恼灵敏屈度下吼降较兽多。6/伴26渠/2瓜02肤332GL困系列袭光敏叠电阻妄的特拾性参杂数6/亩26押/2冒02乏333三、兽光敏蔑电阻抢的测匹量电筒路光敏柿电阻RΦ与负选载电寇阻RL串联友后，内接到糖电源Ei上。当无谊光照轻时，怀光敏往电阻RΦ很大亩，IΦ在RL上的费压降Uo1很小。随茅着照芳度增爱大，RΦ减小苗，a图药中的Uo随之柔增大。b图仆与图短a图膏相反。照度寨增大腾，Uo2反而樱减小。Uo可以耀接到农CM到OS丛数字牢集成阁电路僵的输膀入端肯，在评某一间照度得时，双数字浑电路锐的输警出电狐平翻策转。图8律-7光敏是电阻去的基本服应用趁电路a）Uo与照雄度变详化趋更势相中同的猎电路b）Uo与照丛度变辉化趋怎势相煌反的细电路6/狸26挂/2茂02抢334任务诵三孕光把敏二景极管松的特乖性及漂应用冲电路一、菌光敏毛二极拥管的群结构悦及工石作原解理光敏转二极俭管的历工作懂原理滑是基灿于内棵光电骆效应。P风N结爷被设爽置在暗透明语管壳钢顶部方的正糊下方移，可夹以直鹅接受玩到光絮的照蹄射。在电坐路中灵必须茂处于取反向用偏置究状态晶。6/鱼26除/2干02堡335a）愿外形炮图b）欺封装令结构c）途管芯双结构d）柏图形损符号1－慕负极证引脚松2－刚管芯3－汽外壳津4－刚玻璃叼聚光准镜5－删正极时引脚鹿6－螺N型页衬底7－冷Si变O2保护究圈8－Si之O2透明言保护救层9－转铝引丧出电决极10渗－P察型扩府散层11伸－耗尽稻层12键－金走丝引马出线图8施-8光敏宽二极燃管6/牵26号/2乏02催336部分浮光敏赞二极肉管特招性参漆数.6/笛26滚/2足02荣337金属汁封装瓜光敏励二极副管将光细敏二剑极管弱的PN酒结淘设置块在透州明管报壳顶奋部的峰正下垂方，光照唇射到甚光敏档二极技管的走PN唱结时，电子醋-空励穴对求数量兼增加，光电妈流与鼠照度胞成正假比。透镜+-6/匀26宾/2封02乡丰338各种估光敏辅二极梨管光敏杜二极木管阵清列包含10衣24献个In蚁Ga转As元件第的线纸性光启电二损极管撇阵列姨，可哭用于驰分光昆光谱献仪。6/冲26浙/2哨02属339红外罚发射草、接两收对额管红外艇发射伙管（调炮制器抗）红外洽接收蝴管解调霞器解调冬后的雹波形6/照26闷/2在02脆340二、主特殊派光敏延二极冤管（厉PI积N二俊极管响）PI础N光撞敏二委极管抢是在P区暑和N抽区之矩间插耳入一大层较警厚的篇I本剃征半句导体桨层，从看而使P稠N结腾的间扶距加祝宽，截结电歼容变吩小(老几个恋pF硬)。因昂此，墓PI饺N光叠敏二笑极管习的频带管较宽，可达崖GH型z数畏量级。P饿IN纪光敏艘二极村管的言工作胞电压弊（反个向偏择置电圾压）血只需亲十几携伏，茂光电阻转换铸效率质较高授，灵敏贩度比叛普通域的光说敏二蔑极管俱高得艳多。特蔬殊结末构的奏PI涉N二伯极管归可用牺于测击量紫雕外线优、X坟射线耳或γ射线祥。P黄IN膜光敏睡二极届管的削缺点忍是I架层电校阻较细大，输出挪电流隶较小董，一盲般多岗为微璃安数菊量级，没良有倍喷增效腹应。狗目前演已将P器IN欠管与逆前置伏运算枝放大姿器集慌成在简同一衡硅片趋上，庙并封香装于逆一个石管壳筛内，用慌于光购纤通挨信。6/搁26任/2谱02才341PI资N二泊极管证外形.6/雹26吼/2尺02少342PI塔N二灭极管煎的P爬N结冒与内盟部电款场6/设26货/2疗02陶343特殊暂光敏举二极坚管（续羽：A蚁PD敲二极遮管）AP臭D光爹敏二斥极管猴(雪般崩光蜂敏二傍极管滤)是形一种具有茎内部慕倍增员放大布作用的光撇敏二和极管挽,灵敏耍度比杜PI例N大蛮几百弦倍。当有做一个谜光子翁从外屡部射炒入到朽其P提N结销上时耀,将礼产生家一个纵电子买空穴桂对。由于各PN撑结上略施加哨了较类高的妹工作词电压芽(约袭10被0V略),岩接近巷于反跃向击晴穿电妇压，枣因此荣能将宿光子难所产婆生的绿光电艘子加柄速到捉具有菠很高嫩的动管能,邀撞击悄其他药原子薪,产絮生新爹的电巨子空浆穴对满,如无此多怨次碰朋撞,华以致乖最终业造成载流粉子按鞭几何捧级数滩剧增辈的“考雪崩冈”效鄙应,形成禁对原农始光隙电流因的放践大作厌用,丑增益胜可达涂几千择倍,而用雪崩夹产生滥和恢既复所兵需的惰时间愤可小秘于1趟0n体s,适用舍于微柿光信馆号检爷测以素及长博距离痛光纤皱通信,可忌以取纺代“咏光电礼倍增穿管”南。AP邪D光绢敏二逮极管蒜的主葬要缺吴点：弱噪声殃大。若客有用脉光电网信号拥只有胜几个亲毫微议瓦(拔nW炉),庙就会弯被噪晶声淹栗没。6/伞26峰/2浑02狂344AP愚D光桐敏二开极管手的P厕N结波、内待部电载场分耍布蠢及电崇子倍科增AP霸D载萝流子素雪崩状式倍掘增示帮意图6/愤26丢/2倾02茫345AP查D光肉敏二塞极管讲的浪外形争及用壮途AP栗D二帮极管诞适用香于微光嘱测量才和光厉纤通御信。6/谋26歼/2掩02胶346GD摘32西50系列湖硅雪此崩光奶电二美极管竖的特绢性参弱数参数单位GD3250-AGD3250-BGD3250-C光敏面直径mm0.20.50.8工作电压V100~150100~150150~250暗电流nA≤15≤25≤35响应度V/w606060上升时间ns≤1≤3≤4噪声等效功率Pw/Hz1/20.050.070.09结电容pF≤1≤1.5≤2使用温度范围℃-20~+40-20~+40-20~+40封装形式

TO型

光纤型TO型TO型6/役26给/2粱02衬347In睛Ga贤As施-P惧IN岁及醋In伯Ga劈燕As歉-A搏PD近红臂外二肝极管权特性材料InGaAs-PINInGaAs-APD工作波长/μm1.311.55量子效率/%7575响应度/AW-10.780.94暗电流/nA0.120工作带宽/GHz2.03.0附加电容/pF1.10.5典型应用622Mb/s2.5Gb/s6/骂26怨/2钉02辅348三、季光敏笋二极乏管的我特性（1报）最歌高反柜向工凑作电麦压：吸在无高光照他的条语件下疏，反泽向漏落电流非不大尝于1忆0μ萌A时磁所能默承受位的最责高反介向电饮压值税。（2增）暗让电流耐：在蜘无光氧照及航最高钳反向免工作坏电压误条件知下的与漏电月流。消暗电裁流越已小，芽光敏税二极紫管的滨性能错越稳胁定，浩检测旅弱光劫的能经力就臭越强没。（3旨）光艇电流洞：在椒受到晒一定帽光照标时，伸在最鞋高反包向工赢作电铜压下化产生棋的电粉流。图8泄-9光敏怖二极气管的斗伏安蒜特性（4出）伏透安特插性：境光敏吧二极用管工微作在痒第三境象限，流疑过它哪的电管流与涉照度陕成正宴比（藏曲线香的间翻隔相竭等）舰，正嚷常使邀用时虫应施瘦加1伙.5熊V以血上的场反向甜偏置勾电压妙为宜卡。6/爱26注/2音02旁349光敏绣二极秋管的建特性烟（续怨）（5膊）光北电特吨性：井光电纯流IΦ与照升度基睁本成芬线性治关系腔。图8滤-1乳0某系魄列光裹敏二毁极管期的光勾电特贼性1－医光敏首二极画管光内电特矩性2－炭光敏浆晶体杠管光磨电特套性6/举26仇/2扔02既350光敏康二极灶管的告特性奋（续没）（6羡）光真谱特郑性：赵不同萄材料枣的光忌敏二照极管月对不买同波陶长入售射光振的灵掌敏度丘不同浓。控制窗PN络结的大制造霜工艺烛，也捧能得音到不猫同的蛛光谱隙特性牢。硅光雾敏元蛋件的欢峰值蒸波长享为0塌.8术μm吗左右缓。现在铜已分赴别制冰出对煌红外炭光、森可见窄光直隶至蓝肿紫光潜敏感长的光袜敏晶脸体管。Kr表示纠相对烟于峰酱值波冲长为息10点0%钢时的部相对赠灵敏拦度。还可在沟光敏芬二极芳管的术透光幻玉窗口撇上配洒以不挑同颜滔色的止滤光篮玻璃呢，以达换到光春谱修祝正的引目的，使光生谱响说应峰到值波融长根他据需旷要而陷改变，据阻此可盈以制跑作色免彩传东感器顶。6/乳26真/2搜02潜351图8掩-1或1光敏蹄二极历管的忌光谱绑特性1－蕉常规怖工艺拖硅光喂敏二惨极管扑的光谅谱特宰性2－快滤光已玻璃饰引起膝的光黑谱特都性紫川偏移3－涌滤光稻玻璃探引起墓的光乒谱特宅性红载偏移6/丙26捷/2译02奔352光敏齐二极挡管的胡特性剂（续糠）（7冠）结萄电容Ct：P舍N结绝在最罚高反伪偏电鬼压时浓的电翻容。结面羊积越吴小，州结电朽容Ct也越织小，工作竿频率孙就越帮高。（8滩）响覆应时寇间：剖将光谷信号昼转化种为电露信号名所需验要的及时间靠。响应思时间姑越短贞，光汁敏二竖极管伐的工俊作频括率越紫高。工业执级硅鼠光敏距二极同管的雅响应捕时间在为1个0_7～1槐0_5s左传右。被测倦光信桨号的凭调制捆频率赚较高温时，抚应选忌用高骗速硅旁光敏拥二极雹管。表8惜-5几种括光敏牌材料奖的光怨谱峰抛值波疯长材料名称GaAsPGaAsSiHgCdTeGeGaInAsPAlGaSbGaInAsInSb峰值波长/μm0.60.650.81～21.31.31.41.655.06/捧26厉/2报02滔353光敏妖二极俭管的扯特性廊（续搬）图8断-1曾2某型翻号光毫敏二纽奉极管柿的频花率特惠性a）朽输入圈调制单光脉铺冲腐b偿）光烦敏二尖极管来脉冲删响应（9妈）温旷度特法性：温度疾变化单对亮修电流刺影响喉不大，但对暗厉电流诱的影膀响非气常大尤，并丹且是弄非线尼性的，将辞给微挽光测保量带伯来误沸差。6/然26相/2违02亮354四、伯光敏遥二极巨管的静应用伯电路图8扫-1圆3光敏弄二极忽管的牌应用雹电路a）撇反偏场电路序b）趟反相蜡驱动窃电路a图俯：Uoa=IDRLb图遭：Ui＞2虑.5榨V时番，Uob=4凝.9乒V6/群26蜻/2渔02求355光敏碌二极宴管的化反向颂偏置周接线（参奏考上砖页8艳-1崖3a河图）及光雄电特所性演姐示在没有国光照时，队由于索二极池管反些向偏祖置，反向雪电流（暗不电流伶）很窗小。当光照届增加贺时，光电兴流IΦ与光谣照度饮成正瘦比关系卧。光敏二极聚管的踩反向佣偏置左接法UO+—光照6/武26旷/2帐02材356任务舌四拨光词敏晶迅体管缺的特后性及梢应用取电路一、花光敏揭晶体罩管的洋结构秃及工谈作原搂理光敏穗晶体车管也称死为光敏首三极牧管，有两身个P砌N结。有怎电流皆增益淡，灵敏努度比洪光敏絮二极掘管高材几十选倍，漏电关流也区较大茅，恢是复时右间较味长，欧约1而0μ脑s。EC集电激结发射挂结负极正极6/通26阁/2厅02虹357图8牌-1内4NP杂N型妖光逃敏晶需体管a）超管芯烛结构b)漆结婶构简论化图c）弯光敏艘晶体欧管外炕形d）悄光敏尘晶体熔管图勉形符宜号e）股光敏翠达林宅顿晶爽体管图形俯符号1－幼N+宴衬底犬2－妇N型称集电英区杆3春－透削光S挡iO2保护芦圈4－集电墙结JC5－库P型牛基区沃6罚－发揭射结芦JE抄7－锣N型畅发射锈区6/垒26证/2朵02响358光敏刺晶体侍管的龄外形多数迫只有C、E两个搂电极CEBCE6/杯26哨/2涌02续359二、伐光敏唉晶体被管的销特性（1如）光较敏晶振体管诉的伏粘安特烂性：租在给定遣的照域度下土光敏辰晶体智管上市的电思压UCE与光胖电流茄（即究集电斑极电茫流）IФ的关锯系。图8最-1蒸5某系启列N淋PN偏型光英敏晶刻体管简的伏盟安特葡性6/息26隐/2絮02惨360NP谦N型挖光敏讨晶体宵管的忌电流胡增益光敏慕晶体忽管的集电电结反蚂偏，发势射结汤正偏榆，光遥照时疫有电坏流增械益宝。入射公光子诱在集蛇电结剃附近鬼产生摘电子猛-空融穴对您，集电打极电坊流IC是原烫始光搭电流你的β倍。光线集电浴结(反换偏)IC=βIB大于3V6/境26影/2野02岂361光敏盾晶体将管的者特性棵（续刻）（2拳）光棕电特代性城：线犬性度既不如剑光敏矩二极努管好纷。（3善）峰站值波梅长汇：约慨为0尚.7扰μm学。（4狸）响应征时间鸡：趴比相调应的撞二极刚管慢棕一个跌数量狠级，兰为微库秒数旁量级。（5坟）温漆度特勾性粗:温度祖对“眉光电宿流”胃的影腰响小，对“罚暗电潮流”研的影杀响大。6/皮26绢/2冒02炒362光敏沙二极耽管、惯光敏器晶体尚管的策光电救特性逃比较0光照光电冬流光敏障晶体皂管光敏检二极中管30缩慧00蔑lx4m态A请分喘析光敏庆二极锣管、就光敏组晶体闷管的灵敏汁度曲粥线差断异0.铜3m壁A请作捉图并幼计算篇当E=1盾00炭0l竖x时货，光衔敏二宜极管堂的光乒电流IΦIΦEICE主06/劣26邻/2避02烟363部分逃3D羞U光煎敏三醒极管宗特性国参数6/沉26办/2闯02李364光敏琴达林都顿管将光液敏三楚极管愧与另煤一个扶普通陶三极乎管制前作在少同一伏个管匪芯里搬，连接条成复胞合管绿型式视，称身为达冠林顿寒型光签敏三荡极管。它足的灵敏简度更旱高（β=β1β2），且允许搅输出友较大雄的电驳流。但以是达挨林顿凝光敏率三极晕管的漏电泛（暗兆电流夸）也如较大律，频睁响较峰差，艇温漂缎也较竹大。光敏滨达林钻顿三我极管图形描符号达林料顿型胃光耦肝合器输出高电流垃可达催50偏mA6/喊26郑/2稻02惹365光敏贴晶闸钓管光敏桨晶闸粪管有三个慨引出面电极，即阳极境a、坝阴极垫k和门极贡g。它右的顶柜部有壁一个捕玻璃琴透镜寄，光畜敏晶厅闸管尺的阳组极与至负载址串联间后接序电源悬正极缩慧，阴忌极接涉电源就负极剖，门狠极可荐悬空绳。当有脂一定梯照度换的光带信号射通过埋玻璃与窗口朗照射亮到正拦向阻氧断的帅PN招结上时,迷将产生悼门极矮电流,从秩而使温光敏炕晶闸贡管从精阻断伸状态秘变为诱导通绿状态机。导辽通后破,即田使光膊照消湖失,理光敏饺晶闸着管仍维持精导通。使条阳极何与阴敢极的导电压罚反向蠢,或使促负载冬电流鸽小于他其维筝持电萄流，塞晶闸堆管截份止。光敏丢晶闸呢管的缎特点量是：导通薄电流证比光响敏三艰极管冷大得直多,六工作蛛电压厅可达滩近千饭伏，因杰此输出童功率逝大，腾可用盐于工鄙业自友动检喊测控瓣制。6/音26败/2宾02泰366光敏扭晶闸喜管用番于光滴控路俊灯电兄路光敏忆面光照留小于耳设定姑值时葡,V层T1截止躬,追VT2的门政极电毁流Ig2较大织,V去T2导通魂,电迅灯H跌L亮。减小Rg,撑门极晌电流越被旁银路,放灵敏雨度降钳低。6/晒26妙/2逼02蔽367光敏糊晶闸巾管多包用于弱电泻控制邀强电的光值耦电索路双向暗过零邮触发妄晶闸础管光晴耦哑MO违C3宫0系要列6/慢26饮/2掏02量368单片冤机控尼制灯历光或晕交流昂继电忍器电译路6/企26旅/2才02须369三、唇光敏我晶体省管应慢用电条路图8策-1寄6光敏钉晶体扇管的蜂两种元测量执电路a）竞射极御输出张电路b）尖集电棵极输惯出电昨路Uo1=ICRE（8呢-5违）Uo2=VCC-ICRE（8嚼-6扶）6/既26技/2胶02稳370表8滴-6光敏竿晶体作管的克输出痒状态贷比较电路形式无光照时强光照时晶体管状态ICUo晶体管状态ICUo射极输出截止00（低电平）饱和(VCC-0.3V)/RLVCC-UCES（高电平）集电极输出截止0VCC（高电平）饱和(VCC-0.3V)/RLUCES（0.3V）（低电平）6/堤26翅/2贷02焰371例8旅-3光控恶继电辽器电奏路1）宋分析箩工作想过程警。2）辈若VCC=1弯2V纪，中间掘继特电器补KA叹的驱忍动欲线圈助阻值RKA=1腿00掀Ω，求：耻在强束光照赠时，流过洽中间努继电萝器K华A的悬电流。解1）参当无锻光照臭时，泳V1截止翼，IB=0触，V2也截刺止，送继电乐器K遗A处链于失淡电（姻释放挪）状蔽态。当有孝强光盼照时坡，V1产生蛾较大终的光桃电流IΦ，一秤部分饲流经RB1及V2的发使射结衣。当IB>IBE编S（IBE歪S为集调电极锁饱和筑电流磁，IBE舍S=ICE村S/β）时，V2饱和识，产她生较显大的诞集电泄极饱级和电亭流ICE未S，ICE镰S=（VCC－0顿.3盆V）柴/RKA，因们此继狂电器比KA仅得电嗓并吸闸合。2）怒由于β足够挣大，砖集电俗极电沸流与监基极逃电流IB基本描无关借，ICE除S≈(渐12-0.尿3)怒V/撞0.杠1k专Ω=卫11渣7m谎A。图8嫩-1贱76/黎26优/2蒜02战372任务扰五括光碎电池冷的特野性及懂应用萍电路一、袜硅光冷电池笼的结丛构及狗工作故原理光电婆池是辅一种匹能够争直接逗把光狐能转滚换成移电能车的半占导体光器件棵。它有新一个千大面腊积的葛PN凳结榨，正耻面有探透明遭电极喉覆盖。当恋PN标结受走到光禁照时夸，在节正反押面产巾生“脚光生灿电压届”和阿“光踏生电俗流”厘，这种铁现象替称为欠光生代伏特呜效应。图8介-1惭8硅光茂电池a）坛结构里示意再图兼b越）图捷形符桶号怕c裳）等损效电选路6/警26晶/2盟02裁373光电肠池的畜结构宽及工沃作原摧理示命意图四象开限光河电池光电虏池的帝材料咏：硅举、碲上化镉蚕、硫侵化镉订、砷卖化镓邪、铜唱铟硒葵等6/稠26逆/2沸02拆374光电康池内饥部载饱流子纷的漂蔑移示填意图入射叛光线6/头26艇/2状02丛375太阳城能电荷池的师种类气相贺沉积跌法制轨作的辉非晶装硅，窜价廉胃，可卷仿挠6/敢26叹/2门02衫376光电器池外形光敏碑面6/危26兰/2昨02运377二、拒硅光赖电池绳的基较本特故性（1摧）光衡电特喇性：开路聚电压Uo与照腐度的拨关系薄近似剪于对底数关键系,在2胆00死0l贞x照桌度以摇上就驳趋于易饱和。当负橡载短蛮路时挂,光苗电流衔在很丸大范牲围内论与照声度呈什线性储关系。如轮果要庄得到桂较大浓的输缎出电烤压，霞必须畜将多友块光鉴电池太串联宅起来矮。图8己-1唐9俊某额系列守硅光笑电池伟的光魔电特主性对数派特性开路四电压短路悉电流1－绩开路倍电压装曲线2－惊短路街电流甲曲线6/词26午/2艺02膊378光电域池的尝光电灿特性给演示0光照迹度请作乐图计治算当E=1做