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光敏传感器的原理及其应用
光敏传感器的原理及其应用的探讨
(大学物理拓展与应用结课论文)
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,光敏传感器就是利用光敏电阻受光线强度影响而阻值发生变化的原理向机器人主机发送光线强度的模拟信号。
光敏电阻器又叫光感电阻,其工作原理是基于内光电效应。
光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器;入射光强,电阻减小,入射光弱,电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化)。

原理:它是基于半导体光电效应工作的。光敏电阻无极性,纯粹是一个电阻元件。使用时可以加直流电压,也可以加交流电压。光敏电阻的工作原理:光照时,电阻很小;无光照时,电阻很大。光照越强,电阻越小;光照停止,电阻又恢复原值。
光谱范围:从紫外线区到红外线区。
优点:灵敏度高,体积小,性能稳定,价格较低。
光敏电阻的性能参数:
光敏电阻不受光照时的电阻称为暗电阻,此时流过的电流称为暗电流。在受到光照时的电阻称为亮电阻,此时电流称为亮电流。暗电阻越大越好,亮电阻越小越好。实际应用时,暗电阻大约在兆欧级,亮电阻大约在几千欧以下。
光敏电阻的伏安特性:
①所加电压U越高,光电流I也越大,而且无饱和现象。
②在给定的光照下,U-I曲线是一直线,说明电阻值与外加电压无关。
③在给定的电压下,光电流的数值将随光照的增强而增加。
(2)光敏二极管
光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的,其管芯是一个具有光敏特征的PN结,具有单向导电性,因此工作时需加上反向电压。
无光照时,有很小的饱和反向漏电流,即暗电流,此时光敏二极管截止。当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加,形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。
当光线照射PN结时,可以使PN结中产生电子一空穴对,使少数载流子的密度增加。这些载流子在反向电压下漂移,使反向电流增加。因此可以利用光照强弱来改变电路中的电流。无光是出于截止状态,有光时导通。
(3)光敏三极管
分为PNP和NPN两种。
光敏三极管和普通三极管相似,也有电流放大作用,只是它的集电极电流不只是受基极电路和电流控制,同时也受光辐射的控制。
通常基极不引出,但一些光敏三极管的基极有引出,用于温度补偿和附加控制等作用。
光电特性:在光敏电阻两级电压固定不变时,光照度与电阻及电流间的关系称为光电特性,光电特性曲线如下图所示:
光敏电阻特性曲线
三、光敏传感器的应用
/"光敏电阻的应用,因此在自动控制、家用电器中存在广泛的应用,例如:在电视机中作亮度自动调节、在照相机中作自动曝光、在路灯、航标中作自动电路控制、防盗报警装置等,在此,主要讨论大家最熟悉,应用非常广泛的,即当前光敏传感器在智能手机中的应用。
光敏传感器在智能手机上的应用
手机从最初的芯片降耗节能,实现超常待机,到LCD“屏变”,节能、健康、不刺眼,一直发展到今天,利用线性sensor/"光敏传感器实现诸多功能。

在正常使用手机的情况下,白天可自动关闭键盘背光灯,晚上则可自动开启,起到节能作用。
(LCD屏感应)
感应环境光线强弱自动调节LCD屏亮度等级、图像色彩。太阳光下看得更清晰,晚上不刺眼,随时随地自动调节亮度,保护视力的同时能节省手机的功耗。

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参考文献
[1]沈聿农《传感器及应用技术》
[2]周绍敏《》
[3]张开逊《现代传感技术在信息科学中的地位》