文档介绍：传感器原理及应用
第8章      光电式传感器
概述
料位自动控制
电动扶梯自动启停
光电开关
传感器原理及应用
第8章      光电式传感器
概述
光栅
光纤
光电管
光敏电阻
光电器件
将光能转换为电能的一种传感器件.
构成光电式传感器最主要的部件。
工作的物理基础:光电效应。
传感器原理及应用
第8章      光电式传感器
光电效应
传感器原理及应用
第8章      光电式传感器
传统的光敏器件利用各种光电效应，光电效应可分为：
外光电效应
内光电效应
光电导效应
光生伏特效应
传感器原理及应用
第8章      光电式传感器
工作原理 (1)外光电效应
在光线作用下，电子逸出物体表面向外发射。
光照射物体时，电子吸收入射光子的能量，每个
光子具有的能量是：
——普朗克常数( ) ——光的频率（Hz），波长短，频率高，能量大
传感器原理及应用
第8章      光电式传感器
光电效应 工作原理
如果光子的能量E大于电子的逸出功A，超出的能量表现在电子逸出的功能，电子逸出物体表面，产生光电子发射。
由能量守恒定律有：
传感器原理及应用
第8章      光电式传感器
光电导效应：
入射光强改变物质导电率的物理现象。
基于光电导效应的光电器件
有光敏电阻。
光电效应 工作原理 (2)内光电效应
传感器原理及应用
第8章      光电式传感器
光电效应 工作原理 (2)内光电效应
光生伏特效应：
半导体材料吸收光能后，在PN结上产生电动势的效应。
两种情况：
不加偏压的PN结
加反偏压的PN结
传感器原理及应用
第8章 光电传感器
不加偏压的PN结
当光照射在PN结时，如果电子能量大 ,
可激发出电子——空穴对，在PN结内电场作用下
空穴移向P区，电子移向N区，
使P区和N区之间产生电压，
即光生电动势.
基于这种效应的器件有
光电池
光电效应 工作原理 (2)内光电效应
传感器原理及应用
第8章      光电式传感器
加反偏压的PN结：
无光照时，反向电阻很大，反向电流很小；
有光照时，光子能量足够大产生光生电子—空穴对，
在PN结电场作用下，形成光电流，
光照越大光电流越大。
具有这种性能的器件有：
光敏二极管、光敏晶体管.
光电效应 工作原理 (2)内光电效应