1、第豆章J半尊體光電檢測光敏電阻光生伏特器件-光電池 光電二極管與光電三極管光熱輻射檢測器件_名利1光電檢測器件的性能比較可見光探測器 紅外光探測器二、按應用分換能器將光信息（光能）轉換成電信息（電能）非成像型光信息轉換成電信息變像管探測器像增強器攝像管真空攝像管固體成像器件CCD非放大型真空光電管充氣光電管po:型光電倍增管變像管象增強器.光敏電阻光電導探測光磁電效應探測器寸光生伏特探測 器摻朵型光電池紅外探測器光電二極管光電三極管光電場效應管雪崩型光電二極管3/1光敏電阻利用具韋光電導效應的材料可以 制成電導率隨入射光輻射量變化而變化的器件，這 類器件被稱為光電導器件或光敏電阻。_結構特點：

2、體積小、堅固耐用、價格低廉、光F 譜響應范圍寬級 4 應用壬微弱滴射信號的檢測技一i光敏電阻原理及符號91當入射光子使半導體物質中的電子由價帶躍升 到導帶時，尋帶中的電子和價帶中的空穴均參與導 電，因此電阻顯著減小，電導增加，或連接電源和 負載電阻，可輸出電信號，此時可得出光電導g與光 電流I光的表達式為：電極入射光二光敏電阻按半導 -一 一種，本征型疥體光敏電阻常用于可見光長波段檢測，雜質型常用于紅外波段至遠紅外波段光輻射的檢測。光敏電阻設計的基本原則光敏電阻在弱光輻射下光電導靈敏度Sg與光敏電阻兩 間距離I的平方成反比，在強輻竝朋下Sg5l的二- 三次方成反比茫因此在設計光敏電阻時，盡可能

3、地縮短光敏 匸歪阻兩極I礁籬廠光電流lp= ActSU/L11光敏電阻的基本結構1 光電導材料；2電極；3襯底材料131. 玻璃基底上蒸鍍梳狀金屬膜而制成？或在玻璃基底上面蝕刻成互相交叉的梳狀槽，在槽內填入黃金或等導電物質，在表面再敷上一層光敏材料。如圖所示丫 巳協(xié)曠光電導體膜一層后制成。其結構如下圖所示。# 2、光敏電阻在電路中的符號17#材料特性(1)靈敏光電導體在光照下產生光電導能力禹大小o丨結構參數(2)增益指在工作狀態(tài)下，各參數對光電導 炬的增強能力。SSSKC作電流；fc，可達數毫安。-所測光電強度范圍寬，既可測弱光，也可測強光靈敏度高，光電增益可以大于1無選擇極性之分，使用方便。

4、=光敏電阻的種類及應用 一.A主要材料：Si、Ge、II-VI族和山V族化合物，以 及一些有機物。分紫外光、可見光、紅外及遠紅外 敏感的光敏電阻。-A應用：照相機、光度計、光電自動控制、輻射測 量、能量輻射、物體搜索和跟蹤、紅外成像和紅外 通信等技術方面制成的光輻射接收器件。21光敏電阻也光電流I光與輸入輻射照度有下列關系式:=S ErUag其中：I光為光電流,I光=IL-Id;對刨筋軸撅照指數，與材 糊泌IW國蹲有凍，對cds光電 鸚光粹幽熨;下w殛奉下 戶驗艷輙冊T砂不 齡嗨 1戦時旋哽酈漏觸在 怖關錦總澈稱帥鯛因 此聲蝕腳鮭1北包流呈飽和趨 勢。S霧現甩期眞鰲腹單位S/lx一定光照下，光

5、敏電阻 的光電流與所加電壓關系 即為伏安特性。光敏電阻為一純電阻， 符合歐姆定律，曲線為直線 O但對大多數半導體，電場 強度超過2%米時，不再 遵守歐姆定律。而CdS在100V 時就不成線性了。3.1.2光敏電阻特性參數#3、溫度特性#1作的溫度的辦jBte±f4/r“d ： r 411 i.27sBSBm席靈- 檢牆豔聽臺尢其疋雜質型半導體對長波長紅外輻射29#扌旨光敏電阻的時間特性與工作前“歷史”有關的一種現象 O即測試前光敏電阻所處狀態(tài)對光敏電阻特性的影響。喑態(tài)前歷效應：指光敏電阻測試或工作前處于暗態(tài)，當它突然受到光照后光電流上升的快慢程度。一般地，工作電壓 越低，光照度越低，

6、則暗態(tài)前歷效應就越重，光電流上升越#慢。0<1 1 10 10時間/S1-黑暗放置3分鐘后2黑H首放置60分鐘后3-黑暗放置24小時后31一一亮態(tài)前歷效應:光敏電阻測試或工作前已處于亮態(tài)，當照度 與工作時所要達到的照度不同時，所出現的一種滯后現象。#一光敏電阻的時間常數較大，所以其上限頻率f上低，只有 PbS光敏電阻的工作頻率特性達到幾千赫茲。33#同時，時間特性與輸 入光的照度、工作溫度有 明顯的依賴關系。l-Se； 2-CdS； 3-T1S； 4_PbS=0.111xHjy 光敏電阻t=1 4s,電 |.-| I t,=66rtTS<l=100lx時，光敏電阻tr=6mSo#脈

7、沖0i(%)_時間捉準呈光照 -度、工作溫度克明光敏電阻的時間常數較大，慣性大， 時間響應比其它光 電器件差。頻率響 應低。35相對靈敏度與波長的關系#討見光區(qū)光敏電阻的光譜特性1Se； 2-CdS； 3TIS； 4-PbS光譜特性曲 線覆蓋了整個可見 光區(qū)，峰值波長在 515600nm之間。 尤其硫化鎘(2) 的峰值波長與人眼 的很敏感的峰值波 長(555nm)是很 接近的，因此可用 于與人眼有關的儀 器。注明：此特性與所用材料的光譜響應、制造工藝、摻雜濃 度和使用的環(huán)境溫度有關。CdS光敏電阻：峰值響應波長0. 52um,摻銅或氯時峰值波長變長，光 譜響應向紅外區(qū)延伸，其亮暗電導比在101

8、x照度上可達1011(般約為106) ,其時間常數與入射光強度有關，1001X下可達幾十毫秒。是可見光波段最 靈敏的光敏電阻。PbS光敏電阻：響應波長在近紅外波段，室溫下響應波長可達3um,峰 值探測率Da *=1. 5X 10ncm - Hz1/2/wo缺點主要是響應時間太長，室溫條件 下100-300uSo內阻約為1MQ ,備化鋼(InSb)光敏電阻：長波限7. 5um,內阻低(約50Q),峰 值探測率D/=1.2X10Hcm.Hz1/2/wo時間常數0.02uSo零度時探測率可提高23倍。 硏鎘汞HgCdTe系列光敏電阻。其性能優(yōu)良，最有前途的光敏電阻。不同的CcUH. 分比例，|J實現

9、l-3um,3-5um,8-14um的光譜范圍的探測。例如Hg°8Cd0 ?Te響應在大 氣窗口8J4um,峰值波長 10.6um, Hg0.72Cd0.28Te 響應波長在3-5um.硏錫鉛(PbSnTe)系歹1光筱電阻：不同的錫組分比例，響應波長不 同。主要用在8-lOum波段探測，但探測率低，應用不廣泛。39忽略暗電導Gd（暗電阻很大）：G=Gp=SgE或3戀總 即 % = SgE 對R求導得到AZ? = -/?2S/AES負號表示電阻是隨輸入輻射的增加而減小。當光通量變化時，電阻變化ARp,電流變化AI,即有： I + AI = 、Rp75+ R/ +AR即 A/#輸出電壓1

10、I°U#rl + Rp&R；sg43入放路輸抗電高阻大Voh3.9kQ站器nFv3yaaR； lkQR9)OkQC30OuF68uFVi偏置I 電路PbS光敏電阻：Rd=lMQ,R=02MQ,峰值波長22um。45驅動RR2 4單元i10kQ5.1kQ300QRCdSURUr 二？?GluF10kQRp2RP1快門按鈕JAU,h二?47#測光的光源光譜特性與光敏電阻的光敏特性相匹配。2.要防止光敏電阻受雜散光的影響。493. 要防止使光敏電阻的電參數（電壓，功耗）超過允許值。4. 根據不同用途，選用不同特性的光敏電阻。一般,數字信息傳輸:亮電阻與暗電阻差別大，光照指數 Y大的

11、光敏電阻。戔性特性好的光敏一莫扌廠#32/匕屯池 硅光電池：光劇剛破b頻率特性好 硒光屯池：澹譜峰值應于人眼觀覺內32分類-按用途太陽能光電池:測量用光電池:用作電源 探測器件mli電池：Cd池結非常薄：0203啊,短波峰值#2、PN結型符號基本結構1、金屬半導體接觸型（硒光電池）兒個特征： 1、柵狀電極 2、受光表面的保護膜3、上、下電極的區(qū)分531、光照特性伏安特性RRl322硅光電池的特性蔘數Rl I55#由光電池的電流方程：Rs很小，可忽略，上式變?yōu)?< qV_ 、廬1 Ip=SgEI嚴SgEJ 嚴1#下面看兩個關系:1、J Isc與E的關系:當 IL=0, Rl=oo 時v k

12、T.ocLa丿(S E 士 _1(Is丿V_ = In q 一般 Ip»Is,且 Ip=SgEv kTq當V二0, R產0時，36J/uA-mm2Rl= 120QRL=2.4kQRl 二 12kQ2、Isc與E和Rl的關系:E/lx當二0時，5 二 SgE當Rl不為0時h=SgEIs 尹一i322硅光電池的特性參魏光電池光照特性特征：1、乂。與光照E成對數關系；典型值在0.45-0.6V。作電 源時，轉化效率10%左右。最大15.5-20%。2、Is與E成線性關系，常用于光電池檢測，Is。典型值 35-45mA/cm2o2、Rl越小，線性度越好山生范圍越寬。3、光照增強到一定程度，光

13、電流開始飽和，與負載 電阻有關。負載電阻越大越容易飽和。I<iI I 7 Il-400100200Pl400%隨的增大而增大，直到接近飽和ORl小時II趨近于短路電流he。80V0 R 100200300400500MRj/Q在Rl二備時，有最大輸出功率，也稱 為最佳負載。光電池作為換能器件時 要考慮最大輸出問題，跟入射光照度 也有關。作為測量使用，光電池以電流使用。 短路電流Isc與光照度成線性芙系，Rl 的存在使II隨光照度非線性的增加。Rl 增大，線性范圍越來越小。413、光譜特性相對靈敏度>幾040060080010001200入射光波長肘nm43oc （加 V ）T-20

14、 020 40 60 80 100厶（曲）E8 _ T 乂。具有負溫度系數 ,其值約為23mV/度。 Isc具有正溫度系數 ,但隨溫度升高增長的比 例很小，約為10-5-10- 3mA/度總結：當光電池接收強光 照時要考慮溫度升高的影 wh 響。如硅光電池不能超過200度。 一把光能直接轉化成電能，需要最大的輸出功率和轉化效率。即把受光面做得較大，或把多個光電池作串、并聯(lián)組成電池組，與鐮鎘蓄電池配合，可作為衛(wèi)星、微波站等無輸電線路地區(qū)的電源供給。2、光電池用作檢測元件利用其光敏面大，頻率響應高，光電流與照度線準變化Y 用于開45戸光電池作緩變信號檢測時的的變換電路舉例 )匕七彳匕一J/1

15、9;七口:JAXJ女丿J丄、1 +PN -p I N7(b)佃)(a)短路電流輸岀(b)開路電壓輸出錯三極管的放大電路光電池的變換電路舉例Rf硅三極管放大光電流的電路2CRWAoo采用運算放大器的電路太陽電池電源系統(tǒng)主要由太陽電池方陣、蓄電池組、 調節(jié)控制和阻塞二極管組成。如果還需要向交流賁載 供電，則加一個直流-交流變換器，太陽電池電源系統(tǒng)框圖如圖。阻塞二極管太陽 電池 方陣調節(jié)控制器直流負載逆變器交、濟負載太陽能電池電源系統(tǒng)45r-1 d(a)(b)#(a)光電追蹤電路圖(a)為光電地構成的光電跟蹤電路，用兩只性能相 似的同類光電施祚境光電接收器件。當入射光通量相 同時，執(zhí)行機構按預定的方

16、式工作或進行跟蹤。當系 統(tǒng)略有偏差時，電路輸出差動信號帶動執(zhí)行機構進行 糾正，以此達到跟蹤的目的。 +12V-R2 Ip5 p6他47#圖(b)所示電路為光電開關，多用于自動控制系統(tǒng) 屮。無光照時，系統(tǒng)處于某 丄作狀態(tài)，如通態(tài)或斷態(tài)。 當光由池受光照射時，產生較高的電動勢，只要光強大 于某一設定的閾值，系統(tǒng)就改變士作狀態(tài)roij開關目 的- -BGbg2(b)光電開關I'I圖(c)為光電池觸發(fā)電路當光電池袞光照 射時，使單穩(wěn)態(tài)或雙穩(wěn)態(tài)電路的狀態(tài)翻轉,a 真工作狀念或觸發(fā)器件(如可控硅)導通。 Wp4 BGC33 + 12VGSa3I Mibg4Al(c)光電池觸發(fā)電路 49圖(d)為光

17、電池放大電路。在測量溶液濃度、物體色度 、紙張的灰度等場合，可用該電路作前置級，把微弱 光電信號進行線性放大，然后帶動指示機構或二次儀 表進行讀數或記錄。 +12VR187 65G236 23(d)光電池放大電路在實際應用 中，主要利用光 電池的光照特性 、光譜特性、頻 率特性和溫度特 性等，通過基本 電路與其它電子 線路的組合可實 12V現或自動控制的 ° 目的。50220VlOOp57kQBG,2CR路燈200kQ& 25kQR54.3kQBG2bg3280kQ I200p F200U F光電二極管的分類：按材料分，光電二極管有硅、碑化鐐、壽化錮 光電二極管等許多種。按結

18、構分，有同質結與異質 結之分。其中最典型的是同質結硅光電二極管。國產硅光電二極管按襯底材料的導電類型不同,分為2CU和2DU兩種系列。2CU系列以N-Si為襯底,2DU系列以P-Si為襯底。2CU系列的光電二極管只 有兩條引線，而2DU系列光電二極管有三條引線。#光電二極管的類型：硅、錯、PIN、APD 光電二極晉與光電池的特性比較1. 基本結構相同，由一個PN結；2. 光電二極管的光敏面小，結面積小，頻率特性好，雖然 光生電動勢相同，但光電流普遍比光電池小，為數微安。3. 摻雜濃度：光電池約為1016-1019/cm3,硅光電二極管_ 1CP 10i3/cnP,4. 電匝率：光電池0.1-0

19、.01Q/cm,光電二極管1000Q/cmo光電池零偏壓下工作，光電二極管反偏壓下工作。3泌E蟲亀扱蠶打電二極鷲光電二極管的工作原理P+ + +O光55二跖'#hv后級前級前極環(huán)極Rl壞級口環(huán)型光電二極管的結構等效電路光電二極管的基本結構#光電二極管的伏安特性加正向偏朮也作為光敏4E2>Ej>E0 艇虹反血偏壓亠有光 照時會產生光克亦WL甲亦遠大T反向飽和電流。ISJ電谷八”綱協(xié)不載腕子的派麗可和二極管陽極、IU*反向偏壓較小時反向電壓達到一定值時O57光電二極管的光譜特性0080604020-II*入射光波KA/iiiii相對靈敏度、彖1、光敏二極管在較小負載 電阻下，光

20、電流與入射光功 率有較好的線性關系。2、光敏二極管的響應波長與GaAs激光管和發(fā)光二極管 的波長一致，組合制作光電 耦合器件。_3、光電二極管結電容很小 ,頻率響應高，帶寬可達 lOOkHzo57光電二極管的溫度特性光電二極管的溫度特性主要是指反向飽和 電流對溫度的依賴性，暗電流對溫度的變化非常 敏感。 暗電流/mA光電二極管的典型應用電路59#E#應用電路光電二極管的典型應用電路61#C電壓放大型電流放大型#PIN管是光電二極管中的一種。它的結構特點是，在P 型半導體和N型半導體之間夾著一層（相對）很厚的本征半 導體。這樣，PN結的內電場就基本上全集中于本征層中， 從而使PN結雙電層的間距加

21、寬，結電容變小。時間常數變小，頻帶變寬。1一頻帶寬，可達10GHzo2、本征層很厚，在反偏壓下運用可承受較高的反向 電壓，線性輸出范圍寬。3、由耗盡層寬度與外加電壓的關系可知，增加反向 偏壓會使耗盡層寬度增加，且集中在本征層，從而結 電容要進一步減小，使頻帶寬度變寬。4、本征層電阻很大，管子的輸出電流小，一般多為 零點幾微安至數微安。目前有將PIN管與前置運算放 大器集成在同一芯片上并封裝成一個器件。一雪崩蕪匸極管CAPD)雪崩光電二極管是利用PN結在高反向電壓下產生的雪崩效應 來工作的一種三極管。這種管子工作電壓很高，約100 - 200V,接近于反向擊穿電壓 。結區(qū)內電場極強，光生電子在這

22、種強電場中可得到極大的加速 ，同時與晶格碰撞而產生電離雪崩反應。因此，這種管子有很高 的內增益，可達到幾百。當電壓等于反向擊穿電壓時，曲增益 可達10蔦 即產生所謂的雪崩。這種管子響應速度特別快，帶寬雪覇蕪電二w（APi）y理圖APD的缺穴_訃 二 乞N 三二 二鼻二三y"? W 弋二 丁町在_ ggT69某光敏電阻與負載電阻RL=2kQ串 接于12伏的直流電源上，無光照 時負載也阻上的輸叢電壓為 =20mV,有光照時負載上的輸出 蟲流2=2V,試求：光敏電阻的暗 電與垂亮也血值;序光敏電阻的 殍度芋Qx嚨-6s/lx,求丸 敏血阻所受的照度？ 一光電晶體管和普通晶體管類似，也有電流

23、放大作用。只是它的集電極電流不只是受基極電路的電流控制，也可以受光的控制O光電晶體管的外形，有光窗、集電極引出線、發(fā)射極引出線和基極引出線（有的沒有）。制作材料一般為半導體硅，管型為NPN型,國產-輸出電流也比光電二極管大，多為毫安 級。但它的光電特性不如光電二極管好，在 較強的光照下，光電流與照度不成線性 關系。69F正常運用時，集電板加正電莊"WC 電結為反偏置，發(fā)射結為正偏置，集電結 為光電結。當光照到集電結上時，集電結即產生光電 流Ip向基區(qū)注入，同時在集電極電路即產 生了一個被放大的電流Ic （ = Ie= （1+卩）日日此，尿礙體管的電流瘋大作用與普通 瞥在上偏流電路中接

24、一個光電二極管的作用是完全相同的O光電三極管的工作原理#V。71#光敏三極管的結構原理、工作原理和電氣圖形符號光電三極管的工作原理 "工作過程：一、光電轉換；二、光電流放大達林頓光電三極管電路為了提高光電三極管的頻率響應、增益和減小 體積。將光電二極管、三極管制作在一個硅片上 構成集成器件73tHJI I I75光電三極管的主要特性:光電三極管的主要特性:光電三極管的主要特性:光電三極管的主要特性:100806040200400080001200016000 Vmn光電三極管存在一個最佳靈敏度的峰值波長。當入射光的 波長增加時，相對靈敏度要下降。因為光子能量太小，不足以 激發(fā)電子空穴

25、對。當入射光的波長縮短時，相對靈敏度也下降，這是由于光子在半導體表面附近就被吸收，并且在表面激發(fā)的 電子空穴對不能到達PN結，因而使相對靈敏度下降。硅的峰值波長為900nm,銬 的峰值波長為1500nmo由 于銬管的暗電流比硅管大， 因此錯管的性能較差。故 在可見光或探測赤熱狀態(tài) 物體時，一般選用硅管； 但對紅外線進行探測時，則 采用錯管較合適。73光電三極管的伏安特性曲線如圖所示。光電三極管在不 同的照度下的伏安特性，就像一般晶體管在不同的基極電流時 的輸出特性一樣。因此，只要將入射光照在發(fā)射極e與基極b之 間的PN結附近，所產生的光電流看作基極電流，就可將光敏三 極管看作一般的晶體管。光電

26、三極管能把光信號變成電信號， 而且輸出的電信號較大。伏安特性 mAUN20406080光電三極管的光照特性如圖所示。它給出了光敏三 極管的輸出電流/和照度之間的關系。它們之間呈現 了近似線性關系。當光照足夠大（幾klx）時，會出現飽 和現象，從而使光電三極管既可作線性轉換元件，也可 作開關元件。光電三極管的溫度特性曲線反映的是光電三極管的暗電流及 光電流與溫度的關系。從特性曲線可以看出，溫度變化對光電流 的影響很小，而對暗電流的影響很大.所以電子線路中應該對暗 電流進行溫度補償，否則將會導致輸出誤差。光電三極管的溫度特性光敏晶體管的光照特性75光電三極管的頻率特性曲線如圖所示：光電三極管的頻率

27、特 性受負載電阻的影響，減小負載電阻可以提高頻率響應。一般來 說，光電三極管的頻率響應比光電二極管差。對于銬管，入射光 的調制頻率要求在5曲z以下。硅管的頻率響應要比銬管好。010050010005000 10000 調制頻率/Hz光電三極管的頻率特性相對靈敏度/%光電三極管釣應用電路光電三極管主要應用于開關控制電路及邏輯電路。#Rir2I/ 3DG12VVRi1K 3DG12r279#L220當有光線照射于光電器件上時，使繼電器 有足夠的電流而動作， 這種電路稱為亮通光電丘制電路，也叫明通控 制電壟最簡單的亮通一 電路如圖所示。#EJ)220VBG辻匸 K7圖4. 2.1-4暗逋光電控制電路

28、亮通電路的,一如果光電繼電器不受光 照時能使繼電器動作， 受光照時繼電器釋放， 稱它為暗通控制電路。要說明的是，亮通和暗通是相對而T話，以上分析 都是假定繼電器高壓開關工作在常開狀態(tài)，如工作在常 閉狀態(tài)，則亮通和暗通也就反過來。81如要求路燈控制靈敏，可采用如圖電路。圖4. 2. 18躋燈自幼控制電躋3.5光電耦合器件苑電禪合器件的工作愿理光電耦合器以光電轉換原理傳輸信息，由于 光耦兩側是電絕緣的，所以對地電位差干擾有 很強的抑制能力，同時光耦對電磁干擾也有很 強的抑制能力。輸入輸出立發(fā)光二極管O光電三極管光電耦合器由發(fā)光器件（發(fā)光 二極管）和受光器件（光敏三 極管）封裝在一個組件內構成;當發(fā)

29、光二極管流過電流IF時發(fā) 出紅外光；光敏三極管受光激 發(fā)后導通，并在外電路作用下 產生電流I c。光耦合器件有透光型與反射型兩種。在透光83型光耦合器件中,發(fā)光器件與受光器件面對面安#放，在它們之間有一間隔，當物體通過這一間隔時，發(fā)射光被切斷。利用這一現象可以檢測出物體的有無。采用這種方式的耦合器件后邊連接的接口電路設計比較簡單，檢測位置精度也高。反射型光耦合器件從發(fā)光器件來的光反射到 物體上面由受光器件來檢測出，比起透光型來顯 得體積小，把它放在物體的側面就能使用。尤電耦金卷件的特點具有電隔離的功能；亠£信號的傳輸是單向性的，適用于模擬和數字信號傳輸；A具有抗干擾和噪聲的能力，可以

30、抑制尖脈沖及各種噪聲，發(fā) 光器件為電流驅動器件。可理解為：1、輸入阻抗低,分得噪聲電壓小,抑制輸入端的噪聲干擾;2、LED發(fā)光需要一定能量,因此可以抑制高電壓、低能量的干擾;3、采用光耦合,且密封安裝,抑制外界雜散光干擾;一4、寄生電容小(05pF-2pF),絕緣電阻大(lAlOWQ),抑制反饋噪聲 響應速度快；A使用方便，結構小巧，防水抗震，工作溫度范圍寬；即具有耦合特性又具有隔離特性。87尤電耦幺鑒件的主妥參數輸入 立輸出發(fā)光二極管光電三極管1、電流傳輸比0定義為在直流狀態(tài)下, 光電耦合器件的集電極電流cIc與發(fā)光二極管的注入電流If之比。如圖中在Q點處電流傳 輸比為:如果在小信號下,交流

31、電流 傳輸比用微小變量定義:3 = A/c/A/fx1OO%0在飽和區(qū)和截止區(qū)都變小。卩與IF的關系：比，所以|3有如圖示的變化。120祁發(fā)光二極管的P-I曲線10080 /60 /40200 10 20 30 40 50 60 70IF/mA耳與0的關系曲線2、最高工作頻率，亢一最高工作頻率取決于發(fā)光器件與光電接收 器件的頻率特性。同時與負載電阻的阻值有關, 阻值越大，最高工作頻率越低。>5電禍合沖件詢應用1、2、3、完成電平匹配和電平轉換功能。代替脈沖變壓器耦合信號，帶寬寬，失真小。 代替繼電器，無斷電時的沖擊電流和觸點抖動。4、用于計算機作為光電耦合接口器件，提高可靠性。5、飽和壓

32、降低，代替三極管做為開關元件。6、在穩(wěn)壓電源中，作為過電流自動保護器件，簡單可 靠。89光電耦合器件光電隔離器（傳感器）光電耦合繼電器913.6光電位置敏感器件(PSD)93IlI1=【2祥入射光位置X和電極間入I2 p層.一 j層!1 I。IIM1、一維光電位置敏感器件（PSD）的工作原理 依圖中所示電流訃、 距2L之間有如下關系：厶二厶+厶2LT V 2L兀 A = L 厶+厶其中，P型層電阻是均勻的。一維PSD器件可用來測量光斑在一維方向上的位置和位 置移動量。9237光熱輻射檢測器件.熱敏電阻熱敏電阻熱敏電阻是用金屬氧化物或半導體材料作為電阻體的溫 敏元件。有三種基本類型：正溫度系數，

33、PTC負溫度系數，NTC臨界溫度系數CTC口特點：溫度系數大、靈敏度高電阻值大、引線電阻可忽略04080120160200溫度/t04O nU、理卻體積小，熱響應快'廉價 互換性差、測溫范圍窄 在汽車、家電領域得到大量應用95晶格吸收、自由電子吸收本征和雜質吸收產生光生載子不產生光生載子光電導率變化， 伴隨少量的熱 能產生熱能產生，溫 升造成電阻值 變化光敏電阻熱敏電阻#P負溫度系數熱敏電阻和金屬材料溫度特 性比較-熱敏電阻的電阻與溫度關系為：丫導體材料（NTC）R（T）= ATce04A, C, D為與材料有關的常數。門金材料電阻隨溫度的變化規(guī)律為：AT? = cct/T R0

34、76;對負溫度系數材料：04080120160200溫度/C< 097日熱敏電阻的墓本結構電極引線發(fā)黑材料熱敏元件黏合劑襯底導熱基體#熱敏電阻應用范圍._ _家用電程（如空調機、微波爐、電風扇、電 取暖爐等）的溫度控制與溫度檢測辦公自動 化設備（如復印機、打印機等）的溫度檢測 或溫度補償。工業(yè)、醫(yī)療、環(huán)保、氣象、食 品加工設備的溫度控制與檢驗。儀表線圈、一成電路、石英晶體振蕩器和熱電偶的溫度 . i譜卜償。盤蟲叫點穩(wěn)定性好、可靠性高。一=值范圍號0.11000KQ阻值精度高。99一原理是熱電效應。101#A熱電偶是溫度測量中應用最普遍的測溫器件， 它的特點是測溫范圍寬，性能穩(wěn)定，有足夠的

35、 測量精度，能夠滿足工業(yè)過程溫度測量的需要； 二結構簡單，動態(tài)響應好；輸出為電信號，-可必 :饑僉測彌4半導體輻射 溫差熱電偶輻射熱電偶熱電偶基于溫差熱電 效應，多用于 測溫?P型半導體冷端帶正電， N型半導體冷端帶負電, 最小可檢測功率一般為10-llWo采用金屬材料制成，用于探 測入射輻射，溫升小，對材 料的要求丙，結構嚴格且復 雜，成本咼。濃咕堆工作原理涂黑金箔103#冷端RlLmV熱電堆提高了熱電偶 的響應時間和靈敏度。 其結構是多個熱電偶串 . 聯(lián)。尢熱電堆的靈敏度為每 個熱電偶靈敏度的和。熱端-總結：熱電偶型紅外輻射探測器的時間常數較大， 響應時間長，動態(tài)特性差，被測輻射變化頻率一

36、般 應在10Hz以下。#103應用范圍。女山在陶瓷生莊3、熱釋電器件熱釋電器件利用熱釋電效應制成的熱或紅外輻 射檢測器件，具有以下優(yōu)點：1.寬的頻率響應,工作頻率可近兆赦茲,一般熱檢測器時間常數典型值在1-0Ols范圍內。而熱釋電器件的有效時間常數可低至10仁3 X 105s°2檢測率高,3.有天面積均勻的敏感面,工作時不接外偏置。4. 與熱敏電阻肘'受環(huán)境溫度變化影響小。5. 熱釋電器件的強度和可靠性比其它多數熱檢測器好, 制造容易。 一“自發(fā)極化的電介質，其自發(fā)極化強度Ps （單位面積 上的電荷量）與溫度存在著如下關系： 當溫度升高時，極化強度減低，當溫度升高一定值時，

37、自發(fā)極化消失，這個溫度稱為”居里點“。在居里點以下，Ps是溫度t的函數， 利用這一關系制造出熱釋電器件，溫 度的升高，電極化強度減小，相當于 熱”釋放了 “部分電荷，可由放大器 轉變成電壓輸出。熱釋電器件不同于其它光電器件 的特點：在恒定輻射作用情況下輸出 信號電壓為零。只有在交變輻射作用 下才會有信號輸出。如錯鈦酸鉛系陶瓷、鈕 防盜防火報邕動覽熱釋電紅外線傳感器主要是由一種高熱電系數的材料, 酸鈍、硫酸二山鈦等制成的探測兀件。電源開關控制、 測。適合交變的信號測薑。107#9VCJGNDC30.033DR210KR.52.2M470u=C4I 4.7uIr1 2.2MR420K1N4148D26).03322KR8100KR94.7KC747uRGNDRObOtS109R3lk熱純鵠器1C1帖3 4甲16P1RR147kR2IM2 -1 Hrc-p枷11 4町901R6ookIR51100kR44.7k 2R710kIC2ALM358-3l6VC3即iooko.olCIO 必Voo89 oR10VD3Is*16vtCOOK 2IC378L且BLCMmSAVMPR16300k68R1010klc2BLM31