传感 器第8章.ppt

文档介绍：第八章光电式传感器
光电器件
光电效应
外光电效应
内光电效应
光敏二极管、光敏晶体管
D
光电传感器的应用
光电效应
外光电效应
光子,光子能量;光电子
外光电效应是指在光线作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。
内光电效应
在光线作用下,物体的导电性能发生变化或产生光生电动势的效应
光电导效应:光敏电阻、光敏二极管(晶体管)
光生伏特效应:光电池
光电效应
光敏电阻
无光照时,光敏电阻阻值很大,电路中电流很小;当光敏电阻受到一定波长范围的光照时,它的阻值急剧减小,电路中电流迅速增大。
材料
敏感范围
暗电阻
亮电阻
响应速率
硫化镉
~1μm(可见光)
大于1M
小于1K
10-2
硫化铅
5~3μm(近、中红外)
如:用以火焰探测器
大于2M
小于1K
10-4
基本特性
伏安特性
光照特性
光谱特性
频率特性
温度特性
光敏二极管、光敏晶体管
光敏二极管
光敏二极管在电路中一般是处于反向工作状态
暗电流、光电流(光照越强,光电流?)
光敏三极管
基极无引出线,集电极相对于发射极为正电压
当光照射在集电结上时, 就会在结附近产生电子-空穴对, 从而形成光电流, 相当于三极管的基极电流。因此集电极电流是光生电流的β倍, 所以光敏晶体管有放大作用。
硅:敏感可见光,可用来探测可见光或赤热状态物体
锗:敏感红外光,可用于红外光探测
光电池
一个大面积的PN节,光照下产生的电子-空穴对向两级扩散,形成与光照强度有关的电动势。
光电耦合器件
光电耦合器
光电开关
CCD(电荷耦合器件)
结构:MOS电容器→光敏元或像素;D器件
原理:
金属
氧化物SiO2
沟阻
耗尽层(势阱)
衬底
P-Si
少数载流子
光电传感器的应用
29