光電效應及其典型光電器件主講教師：《無人機傳感器技術》內光電效應及光電器件1外光電效應及光電器件2目錄光生伏特效應及其特性（光電池）3光電式傳感器光電式傳感器是將光信號轉換為電信號的一種器件。其基礎是光電轉換元件的光電效應。光電效應是指光照射在某些物質上時，物質的電子吸收光子的能量而發生了相應的電效應現象，可分為內光電效應、外光電效應和光生伏特效應三類。01內光電效應及

光電器件內光電效應內光電效應是指在光線的作用下能使物體的電阻率改變的現象。基于內光電效應的光電器件有：光敏電阻、光敏二極管、光敏三級管等。

內光電效應及光電器件內光電效應及光電器件1.1光敏電阻在半導體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構成光敏電阻。內光電效應及光電器件1.1光敏電阻當光敏電阻受到光照時，光生電子-空穴對增加，阻值減小，電流增大。內光電效應及光電器件1.2光敏晶體管光敏二極管光敏二極管陣列!!!光敏二極管在電路中需要反向偏置內光電效應及光電器件1.2光敏晶體管紅外發射、接收對管外形內光電效應及光電器件1.2光敏晶體管光敏三極管外形光敏三極管有兩個PN結。與普通晶體管相似，有電流增益，靈敏度比光敏二極管高。內光電效應及光電器件1.2光敏晶體管光敏三極管內部結構7—N型集電區8—SiO2保護圈9—集電結10—P型基區11—N型發射區12—發射結1—集電極引腳2—管芯3—外殼4—玻璃聚光鏡5—發射極引腳6—N+襯底a)

內部組成b)管芯結構c）結構簡化圖02外光電效應及光電器件外光電效應及光電器件2.1光電管在光線的作用下能使電子逸出物體表面的現象稱為外光電效應，基于外光電效應的光電元件有紫外光電管、光電倍增管、光電攝像管等。外光電效應外光電效應及光電器件2.2光電倍增管光電倍增管的靈敏度比上述光電管高出幾萬倍以上，在星光下就可以產生可觀的電流，光通量在10-14～10-6lm（流明）的很大變化區間里，其輸出電流均能保持線性。光電倍增管可用于微光測量,如探測高能射線產生的輝光等。03光生伏特效應及其特性（光電池）光生伏特效應及其特性（光電池）3.1光電池結構及工作原理是指在光線作用下，物體產生一定方向電動勢的現象。光電池就是光生伏特效應的一種典型光電器件。光生伏特效應光生伏特效應及其特性（光電池）3.1光電池結構及工作原理光生伏特效應及其特性（光電池）3.1光電池結構及工作原理硅光電池結構：在一塊N型硅片上，用擴散的方法摻入一些P型雜質形成PN結，在P型襯底上制造一很薄、透明的N型層作為光照敏感面，就構成最簡單的光電池。光電池及其特性3.1光電池結構及工作原理硅光電池工作原理：當入射光子的能量足夠大時，PN結每吸收一個光子就產生一對光生電子-空穴對，光生電子-空穴對的的擴散運動使電子通過漂移運動被拉到N型區，空穴漂移到P區，所以N區帶負電，P區帶正電。如果光照是連續的，經短暫的時間，PN結兩側就有一個穩定的光生電動勢輸出。光生伏特效應及其特性（光電池）3.1光電池結構及工作原理串聯：能提高電壓；

并聯：可以提高輸處電流；每一片光電池的最大輸出電壓約為0.6V；每平方米晴天的輸出電流約為10A；光電池光生伏特效應及其特性（光電池）3.2光電