文档介绍：光敏三极管的的内部结构与普通三极管接近,也分成三个区:即发射区、基区和集电区。发射区和集电区均有电极引出,一般基极不引线。图2所示为NPN型三极管的结构简化模型和基本电路。当基极开路时,集电结反偏,当光照射到集电结附近的基区时,在PN结附近产生电子-空穴对,它们在内电场作用下定向运动形成光电流。由于产生的光电流相当于一般敏三极管具有比光敏二极管更高的灵敏度。但光敏三极管的暗电流也较大。光敏二极管和三极管的基本特性很多,如光谱特性、伏安特性、温度特性等,这里仅介绍其光照特性。图3为硅光敏管的光照特性曲线。从图中可以看出,光敏二极管的光照特性曲线线性比较好,而三极管在照度较小时,光电流随照度增加较小,而在大电流(光照度为几千勒克斯)时出现饱和现象(图中未画出),因为三极管的电流放大倍数在小电流和大电流时都要下降。-反相器。晶体管反相器是一种很简单的无触点开关。图4是晶体管反相器的工作原理图,图4(a)是基本电路,图4(b)是输入、输出波形。当无输入信号(即输入端为零电位)时,晶体管截止,,这时相当于开关断开的情况。当输入端加上信号(例如为+6V)时,晶体管处于饱和状态,输出端电位近似为零,电源电压机几乎全部在Rc上。这时相当于开关接通的情况。由此可见,晶体管输入端状态和输出端状态刚好相反:输入为高电位时,输出为低电位;输入为低电位时,输出为高电位;所以可称之为反相器。又因为它相当于一个没有机械触点的开关,所以属于无触点开关。图4(a)中的Rc是集电极负载电阻,若直接以继电器代替,就构成了晶体管继电器,如图5所示。图中S表示传递信号源,如光敏元件、热敏元件等。依据信号源的不同,可以做成各种性能的继电器,如光电继电器、时间继电器、温度继电器等。当S闭合时,通过RB供给晶体管V足够的电流使其饱和导通,继电路KA动作。若信号源接点S断开,V截止,KA释放。二极管VD的作用是,当晶体管截止时,为继电器KA绕组中的感应电流提供一条回路,避免绕组上产生过大的感应电势。VD1的作用也是防止晶体管截止时,基极-发射极承受过大的反向电压而损坏。设备中光电继电器应用很多,简单的光电继电器如图6所示。图中所示电路以光电三极管接收光信号。当无光照或光照很微弱时,光电管VP只有暗电流存在,管阻很大,使晶体管V的基极电流和集电极电流均很小,继电器得不到足够的驱动电流。一旦光照出现,光电流使VP管阻变得很小,V的基极电流明显增大,使继电器动作。由此可见,继电器的动作完全由光信号控制,因此称为光电断电器。 。现在应用较多的按近开关,是以晶体管振荡为核心组成的无触点开关,这种开关是当铁磁靠近(无须接触)它的晶体管振荡器的空间磁场时,在铁磁体内部产生涡流,消耗振荡能量,使振荡减弱,直至最后停止振荡;而当铁磁体离开后,晶体管振荡器重新恢复振荡,即由振荡器是否振荡反铁磁挡块是否接近开关。按近开关具有反应迅速、定位精确、寿命长以及没有机械碰撞等优点。目前已被广泛应用于行程控制、定位控制以及各种安全保护控制等方面。图7是某种接近开关的电路,它是由LC振荡电路、开关电路及射极输出器三部分组成。由V1组成振荡器,其中L2、C2组成选频电路,L1是反馈线圈,L3是输出线圈,这三线圈绕在同一磁芯上,如图7(a)所示。当铁磁体没有靠近开关的感应头时,振荡电路维持振荡,L3上有交流输出,经二极管VD1整流后使V2获得足够偏流而工作于饱和导通状态,此时Uce2≈0,V3截止,射极输出器无输出,接在输出端的继电器KA不通电。当铁磁体接近感应头时,铁磁体感应产涡流,由于涡流的去磁作用,削弱L1与L2之间的耦合,使得反馈量不足以维持振荡,因而振荡器被迫停振,L3上无交流输出,V2截止,若R7>>R5,此时Uce2≈Ucc,,使继电器KA通电动作。图7(c)是接近开关动合触点的符号。 V3采用射极输出,是为了提高带负载能力。RF为正反馈电阻,当电路停振时,通过它把V2的集电极电压反馈一部分到V1的发射极,使发射极电位提高,以保证振荡电路迅速而可靠的停振,而当电路起振时,Uce2≈0,无反馈电压,使振荡电路迅速恢复振荡,使开关的动作更为迅速和准确。-基耦合双稳态触发器。晶体管反相器虽然有开关特性,但是在它的翻转过程中(由截止到饱和导通或由饱和导通到截止),存在一个过渡性质的放大工作状态,这时无法确定它是处于“开”还是“关”的状态。这里我们介绍一种可以有效减小中间状态的集-基极耦合双稳态触发器。把两个反相器电路交叉耦合起来,加上公用的发射极电阻,便可构成这样一个触发器,如图8所示,晶体管V1的集电极输出电压通过电阻R2耦合到晶体管V2的基极,同样V2的集电极输出电压通过又一个电阻R2耦合到晶体管V1的基极。所以这是一个集-基耦合的反馈电路。由于电