《3.9光电式传感器77页.ppt

3.9 光电式传感器 光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器，可以将光信号转换为电信号。 光电效应 所谓光电效应，是指物体吸收了光能后转换为该物体中某些电子的能量，从而产生的电效应。 光电传感器的工作原理基于光电效应。 基于外光电效应原理工作的光电器件有光电管和光电倍增管。 光电管是装有光阴极和阳极的真空玻璃管。 光电倍增管除了在玻璃管内安装有光电阴极和阳极之外，还装有一定数量的光电倍增极，其上涂有在电子轰击下能发射更多电子的材料。 图 3-9-11 光敏二极(晶体)管的光谱特性 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. (2) 伏安特性 图3-9-12（a）为硅光敏二极管的伏安特性，横坐标表示所加的反向偏压。当光照时，反向电流随着光照强度的增大而增大，在不同的照度下，伏安特性曲线几乎平行，所以只要没达到饱和值，它的输出实际上不受偏压大小的影响。 图3-9-12（b）为硅光敏三级管的伏安特性。纵坐标为光电流，横坐标为集电极-发射极电压。从图中可见，由于晶体管的放大作用，在同样照度下，其光电流比相应的二极管大上百倍。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 图 3-9-12 硅光敏管的伏安特性 (a) 硅光敏二极管; (b) 硅光敏三级管 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 图3-9-13 光敏三级管的频率特性 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. （3） 频率特性 光敏管的频率特性是指光敏管输出的光电流（或相对灵敏度）随频率变化的关系。光敏二极管的频率特性是半导体光电器件中最好的一种，普通光敏二极管频率响应时间达10μs。光敏三级管的频率特性受负载电阻的影响，图3-9-13为光敏三级管频率特性，见书P91图3.74(c)。减小负载电阻可以提高频率响应范围，但输出电压响应也减小。  Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 图 3-9-14 光敏三级管的温度特性 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. (4) 温度特性 光敏管的温度特性是指光敏管的暗电流及光电流与温度的关系。光敏三级管的温度特性曲线如图3-9-14所示。 从特性曲线可以看出，温度变化对光电流影响很小(图(b))，而对暗电流影响很大(图(a))， 所以在电子线路中应该对暗电流进行温度补偿，否则将会导致输出误差。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 表 3-9-2 2CU型硅光敏二极管的基本参数 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 表3-9-3 3DU型硅光敏三级管的基本参数 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3.9.1.3 光电池