项目8 光电器件 - 贵州电子信息职业技术学院.PPT

* * 电子元器件基础 贵州电子信息职业技术学院 谢忠福 项目8 光电器件 （建议学时：8学时） 本项目将主要介绍光电二极管、光电三极管、光敏电阻、光电池、光控晶闸管、光电耦合器的结构、符号、特性、参数和应用。通过各种光电器件的学习，掌握光电器件在电子电路中的应用。 能力目标 了解光电二极管结构和符号 掌握光电二极管的特性曲线和好坏判别 了解光电二极管的主要参数及二极管的应用 掌握光电三极管结构、特性曲线和参数 掌握光电三极管的特性曲线和好坏判别 了解光电三极管的主要参数及应用 了解光敏电阻的结构和符号 了解光敏电阻的种类、参数及好坏判别 了解光敏电阻的应用 了解光电池的结构和符号 了解光电池的参数及光电池的应用 掌握光控晶闸管的结构和符号 掌握光控晶闸管的工作原理、特性曲线及应用 了解光电耦合器的结构和符号 掌握光电耦合器的主要参数和好坏判别 了解光电耦合器的应用 任务8-1 光电二极管 任务描述 本任务主要学习光电二极管结构和符号，光电二极管的特性曲线和好坏判别，光电二极管的主要参数，光电二极管的应用等内容。 8.1.1 光电二极管结构、特性曲线和参数 1．光电二极管结构和符号 光电二极管结构和符号如图8.1.1所示。 图8.1.1 2．光电二极管的特性曲线和好坏判别 （1）特性曲线 光电二极管工作时，除PN结应受到光线照射外，还必须处在反向偏置电压条件下。图8.1.2为光电二极管的特性曲线，由普通二极管伏安特性可知，加反向电压将产生反向电流。称为反向饱和电流。光电二极管在反向电压下没有光照时，有很小的反向饱和电流。有光照时，反向电流会随光照加强而增大。 这是因为管子无光照时呈现的反向电阻很大，一般可达4MΩ；有光照射时呈现的反向电阻较小，一般为几百欧到一千欧。可见，光电二极管的工作实质，就是反向电阻值随光照强度而变化。 图8.1.2 （2）好坏判别 用万用表R×1k档测量光电二极管的正、反向电阻和有光照的反向电阻，然后与正常值比较可判别其好坏。例如2CU3型光电二极管反向电阻830kΩ，正向电阻5.2 kΩ。有光照的反向电阻560Ω。 3．光电二极管的主要参数 （1）最高工作电压 （2）暗电流 指在管子加反向电压而且无光照的条件下，光电二极管导通的反向电流，或叫反向漏电流。 （3）亮电流 反向电流只要是光线照射产生的，统称为光电二极管的光电流。光线越强，光电流越大，光电流大到接近极限值时，就称为亮电流。 其它参数有结电容、电流灵敏度、峰值波长、响应时间和一般二极管的参数。 8.1.2 光电二极管的应用 1．GK-1型微型光控开关的结构原理 图8.1.3 (a)是GK-1型光控开关的外形，图8.1.3 (b) 是它的内部原理结构。内部电路由光电二极管、低电平放大器、电平比较器、电压调整器、输出功率驱动器五部分组成。其中，低电平放大器是一个低噪声小电流放大器；电平比较器由一个施密特电路构成，输入电平在一段范围内波动时，能保持线路的输出状态不变，以消除电路的临界波动点；电压调整器是微型光控开关内部的稳压器，能保证光电二极管和低电平放大器工作在稳定的3V电压下，不受外界电源波动影响；输出功率驱动器是一个几百毫瓦的NPN型三极管，C极为开关电路的输出。这五部分被集成在2mm×3.5 mm的硅片上，成为一个微型光控开关。 图8.1.3 2．GK-1型微型光控开关的应用 图8.1.4是GK-1型光控开关的实际应用电路。 工作原理如下：白天亮度高，GK-1型光控开关中的光电二极管感应到亮光后，就使GK-1内部输出功率驱动器截止，GK-1③端无输出，继电器开关断开，双向晶闸管不导通，故路灯不点亮。夜晚，无光照射GK-1型光控开关中光电二极管，GK-1③端输出导通电流，继电器开关吸合，触发双向晶闸管导通电流，点亮路灯。第二天天亮时，光控开关GK-1自动关灯，晚上又自动开灯。 图8.1.4 任务8-2 光电三极管 任务描述 本任务主要学习光电三极管结构和符号，光电三极管的特性曲线和好坏判别，光电三极管的特性曲线，光电三极管的光谱响应曲线，光电三极管的主要参数，光电三极管的应用等内容。 8.2.1 光电三极管结构、特性曲线和参数 1．光电三极管结构和符号 光电三极管与普通三极管结构相似，也是PNP或NPN三层结构，如图8.2.1 (a)所示。引出e、b、c三个电极封装的光电三极管称三极型光电三极管。只引出e、c两个电极封装的光电三