光敏三极管
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5光敏三极管的特性实验光敏三极管是一种利用光做为输入信号的三极管,主要用于探测光信号,转换为电信号。
它具有响应速度快,灵敏度高,结构简单,易于集成成模组等优点,被广泛应用于照相机、安防系统、遥控器、光电显示等领域中。
为了更好地了解光敏三极管的特性,我们进行了如下实验。
实验材料和仪器:1. 光敏三极管;2. 电源;3. 电压表;4. 万用表;5. 暗盒;6. 白炽灯;7. 紫外线灯。
实验内容和步骤:1. 测量光敏三极管的电阻;将光敏三极管连接到万用表上,设置为电阻档,读取其电阻值。
将光敏三极管放入暗盒中,再次测量其电阻值。
记录测量结果。
2. 测量光敏三极管的响应时间;将光敏三极管连接到电源上,设置为直流模式,调整电压值。
将光敏三极管放置在黑色纸片下方的端点上,使用白炽灯照射光敏三极管,同时记录光照射后响应灯的开启时间。
重复该步骤,使用紫外线灯照射光敏三极管,并记录响应时间。
分别计算出光敏三极管对不同波段的响应时间。
光敏三极管在不同光强下的电阻值如下表所示:光强/照射条件电阻值普通光敏三极管10MΩ左右在暗盒内150kΩ左右由此可见,在照射条件下,光敏三极管的电阻值明显低于在暗盒中的电阻值。
在使用白炽灯时,光敏三极管的响应时间为2ms左右,在使用紫外线灯时,光敏三极管的响应时间为1ms左右。
由此可见,在紫外线波段下,光敏三极管具有更高的响应速度。
结论:通过以上实验可知,光敏三极管具有较高的响应速度和灵敏度,可以较快地转换光信号为电信号,具有很好的应用前景。
另外,在紫外线光波段下,光敏三极管表现出了更好的灵敏度和响应速度,光敏三极管可以根据需求选择适当波段使用。
光敏三极管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。
当具有光敏特性的PN 结受到光辐射时,形成光电流,由此产生的光生电流由基极进入发射极,从而在集电极回路中得到一个放大了相当于β倍的信号电流。
不同材料制成的光敏三极管具有不同的光谱特性,与光敏二极管相比,具有很大的光电流放大作用,即很高的灵敏度。
光敏三极管的伏安特性测量图3 光敏三极管特性测试实验(1)按原理图3接好实验线路,将光敏三极管板置测试架中、电阻盒置于九孔插板中,电源由直流恒压源提供,光源电(可调)。
(2)先将可调光源调至相对光强为“弱光”位置,每次在一定光照条件下,测出加在光敏三极管的偏置电与产生的光电流I C的关系数据。
其中光电流 (l.0为取样电阻R)。
硅光电池硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件。
它的结构很简单,核心部分是一个大面积的PN 结,把一只透明玻璃外壳的点接触型二极管与一块微安表接成闭合回路,当二极管的管芯(PN结)受到光照时,你就会看到微安表的表针发生偏转,显示出回路里有电流,这个现象称为光生伏特效应。
硅光电池的PN结面积要比二极管的PN结大得多,所以受到光照时产生的电动势和电流也大得多。
1)硅光电池的伏安特性测量图4硅光电池特性测试电路(1)实验线路见图4,电阻箱调到0Ω。
(2)先将可调光源调至相对光强为“弱光”位置,每次在一定的照度下,测出硅光电池的开路电压U oc和短路电流I S,其中短路电流为(取),以后逐步调大相对光强(次),重复上述实验。
可见光光敏三极管
可见光光敏三极管,简称可见光三极管,是一种高灵敏度的光电传感器。
它在夜视仪、安防监控、自动照相机等领域得到广泛应用。
它比
一般的LED灯更加节能,并且可以“看”到人眼无法看到的光源。
可见光三极管的工作原理是利用PN结的光敏效应,当光照射到PN结上时,就会产生一些载流子。
这些载流子就会改变PN结的导电性能,从而改变电流的大小。
通过测量电流的变化,就可以得到光的亮度大小。
可见光三极管与普通三极管的区别在于:它的基极之间加了一个光敏
电阻。
当光照在光敏电阻上时,其阻值发生变化,从而导致管子的工
作状态发生变化,进而导致电流的变化。
具有这种电阻的三极管就是
光敏三极管。
可见光三极管的优点不仅在于内部结构的特殊性能,同时还在于其灵
敏度和稳定性。
此外,它的尺寸也较小,适用于狭小空间中的应用,
例如手机摄像头、车载摄像头等。
但是,可见光三极管也有一些缺点。
一方面,它的响应速度较慢,主
要取决于光敏电阻的表面积,因此响应速度相对于其他光电传感器要
慢一些。
另一方面,由于其灵敏度的特殊性,它现在的市场价格相对较高。
近年来,随着科技的不断发展,人们对传感器的需求也越来越高。
可见光三极管也将在更多的领域得到应用和优化。
未来随着工艺技术的不断改进,更加灵敏和响应更快的新型三极管将会出现。
总之,可见光三极管作为高灵敏度的光电传感器,已经在许多领域得到广泛应用。
并且,它具有优越的稳定性和灵敏度,是科技技术不断发展与改进的重要组成部分。
光敏三极管VCE变大的原因1.引言光敏三极管是一种常见的光电传感器,能够将光信号转化为电信号。
然而,在实际应用中,我们可能会遇到光敏三极管输出电压VC E变大的情况。
本文将探讨造成光敏三极管VC E变大的原因,并给出解决方法。
2.光敏三极管简介光敏三极管(Ph ot ot r an si st or)是一种光敏电阻器件,它由光敏效应导致的电导率变化而形成。
其结构和普通三极管相似,包括发射极(E)、基极(B)和集电极(C)。
光敏三极管在弱光条件下起到放大光电流的作用,常用于光敏电路、自动控制系统中。
3. VC E变大的原因V C E是光敏三极管集电极与发射极之间的电压,V CE的变化直接影响光敏三极管的工作状态和输出电压。
以下是可能导致V CE变大的主要原因:3.1光照强度不足光敏三极管工作时需要足够的光照来激活光敏电流。
当光照强度不足时,光敏电流减小,从而导致VC E变大。
3.2环境温度升高光敏三极管的灵敏度会随着温度升高而下降。
当环境温度升高时,光敏电流减小,造成VC E变大。
3.3过高的输入电流在光敏三极管电路中,输入电流过大会导致电流增益下降,进而使V C E变大。
3.4过大的集电极电阻光敏三极管的集电极电阻如果过大,会影响电流的流动,导致V CE变大。
4.解决方法针对上述问题,我们可以采取以下解决方法:4.1提高光照强度保证光敏三极管正常工作所需的光照强度,可以通过增加光源的亮度或者减小光敏三极管与光源之间的距离来提高光照强度。
4.2控制环境温度在实际应用中,可以通过散热装置或者温度控制系统来控制环境温度,确保光敏三极管在适宜的工作温度范围内。
4.3控制输入电流使用合适的电流限制电路来控制光敏三极管的输入电流,避免输入电流过大造成V CE变大的问题。
4.4选择适当的电阻值在电路设计中,要根据光敏三极管的特性选择适当的集电极电阻,以保证电流流动的畅通,避免V CE变大。
5.结论本文分析了导致光敏三极管V CE变大的原因,并提供了解决方法。
光敏三极管结构光敏三极管(Phototransistor)是一种光敏元件,具有普通三极管的结构,但其发射极与基极之间没有PN结,而是通过光敏电阻连接。
光敏三极管可将光信号转化为电流信号,广泛应用于光电转换、光电控制等领域。
光敏三极管的结构主要包括发射极、基极和集电极。
其中,发射极和集电极是通过P型半导体材料形成PN结,而基极则是N型半导体材料。
光敏三极管的结构与普通三极管相似,但其基区较宽,以便增加光敏电流的产生。
光敏三极管的工作原理是基于内建电场的作用。
当光照射到光敏三极管的PN结上时,光子的能量会激发PN结上的电子跃迁,从而产生电子空穴对。
电子会被内建电场推向集电极,形成光电流;而空穴则会被内建电场推向发射极,形成光电流的补偿电流。
因此,光敏三极管的集电电流与光照强度成正比。
光敏三极管的特点是具有高灵敏度、快速响应和良好的线性特性。
由于其结构与普通三极管相似,因此可以与普通三极管相同的电路进行连接。
光敏三极管可用作光电转换器,将光信号转化为电信号,如光电耦合器、光电隔离器等。
此外,光敏三极管还可用于光电控制,如光敏开关、光敏电阻等。
在实际应用中,光敏三极管需要注意其工作条件。
首先,光敏三极管对光照强度非常敏感,因此应尽量避免直接阳光照射,以免产生过大的光电流。
其次,光敏三极管的结构较为脆弱,需要注意防护,避免机械损坏。
此外,光敏三极管的工作温度范围也需要注意,过高或过低的温度都会影响其性能。
在光敏三极管的选型中,需要考虑其特性参数。
例如,光敏三极管的光敏电流和光照强度的线性关系、响应时间、频率响应范围等。
根据具体应用需求,选择合适的光敏三极管。
总结一下,光敏三极管是一种光敏元件,具有普通三极管的结构,但其发射极与基极之间通过光敏电阻连接。
光敏三极管利用内建电场的作用,将光信号转化为电流信号。
它具有高灵敏度、快速响应和良好的线性特性,广泛应用于光电转换、光电控制等领域。
在选型和使用过程中,需要考虑其特性参数和工作条件,以确保其正常工作和稳定性能。
光敏三极管的特性研究一、光照特性二、伏安特性三、光谱响应特性◆实验目的掌握光敏三极管的结构、原理及光照特性、伏安特性和光响应特性◆实验仪器用具CSY-2000G主机箱、发光二极管、滤色片、光电器件实模板、光敏三极管、光照度探头;◆实验原理在光敏二极管的基础上,为了获得内增益,就利用晶体三管的电流放大效应制造光敏三极管,光敏三极管可以等效一个光电二极管与一个晶体管基极集电极并联。
实验原理图等效电路图◆光敏三极管的光照特性就是当光敏三极管的测量电压为+5V时,光敏三极管的光电流随着光照强度的变化而变化,即调节照度,测量对应的电流◆实验数据照度04080120160200LX00.110.220.390.56 1.11电流mA光照特性曲线图◆实验结论◆由图可以看出,光敏三极管的光照特性曲线不是严格线性的,其流过三极管的电流随着照度的增加而增大,且增大的速率也越来越快。
◆光敏三极管的伏安特性就是在一定的光照强度下,光电流随外加电压的变化而变化,即当照度一定时,调节电压,测量电流大小◆实验数据电压U1.32345照度(LX)100电流mA0.270.280.280.290.29200电流mA0.870.880.900.910.92◆100Lx 光电三极管伏安特性曲线图◆200Lx光电三极管伏安特性曲线图◆光电三极管伏安特性曲线图◆实验结论:随照度增加,光敏三极管的伏安特性曲线逐渐变密,且电压对光电流的影响没有照度那么大◆光电三极管的光谱响应特性◆光敏三极管对不同波长的光的接收灵敏度不一样,它有一个峰值响应波长,当入射光的波长大于响应波长时,相对灵敏度就会下降,光子能量太小,不足以激发电子空穴对,当入射光的波长小于波长时,相对灵敏度也会下降,由于光子在半导体表面附近就被吸收◆光谱响应特性:光敏三极管的灵敏度与辐射波长的关系,即当照度一定时,测量不同波长的光对光电流的影响◆实验数据波长nm400480530570610660照度(LX 10电流mA00.020.010.010.020.03 50电流00.130.080.090.110.18光敏三极管光谱响应特性曲线图实验结论:照度越大,光敏三极管对波长的灵敏度就越明显谢谢观赏Company Logo。
光敏三极管的工作原理光敏三极管是一种能够将光信号转换为电信号的光电器件,它在光电传感领域有着广泛的应用。
在了解光敏三极管的工作原理之前,我们需要先了解一些基础知识。
首先,光敏三极管是由光敏材料、基体和包封材料组成的。
光敏材料是光敏三极管的核心部件,它能够吸收光信号并产生电荷载流子。
基体则是光敏三极管的支撑结构,起到固定和支撑光敏材料的作用。
包封材料则是将光敏材料和基体封装在一起,保护光敏三极管不受外界环境的影响。
光敏三极管的工作原理可以简单地分为光生电流和光电导两个方面来说明。
首先,光生电流是光敏三极管最基本的工作原理之一。
当光线照射到光敏三极管的光敏材料上时,光子能量被光敏材料吸收,激发光敏材料内部的电子从价带跃迁到导带,产生电荷载流子。
这些电荷载流子在外加电场的作用下,会在光敏三极管的电极之间产生电流,这就是光生电流的产生原理。
其次,光电导是光敏三极管的另一个重要工作原理。
光敏三极管在光照射下,光敏材料的电导率会发生变化,从而改变了光敏三极管的电阻值。
这种电导率的变化会导致光敏三极管的输出电压或电流发生相应的变化,实现了光信号到电信号的转换。
总的来说,光敏三极管的工作原理就是利用光敏材料对光信号的敏感特性,将光信号转换为电信号。
通过光生电流和光电导这两种工作原理,光敏三极管可以实现对光信号的高效、快速的转换,广泛应用于光电传感、光通信、光测量等领域。
在实际应用中,我们需要根据具体的需求选择合适的光敏三极管型号,并合理设计电路,以确保光敏三极管能够稳定、准确地工作。
总的来说,光敏三极管作为一种重要的光电器件,其工作原理的理解对于光电传感技术的发展具有重要意义。
通过对光敏三极管工作原理的深入理解,我们可以更好地应用光敏三极管,提高光电传感系统的性能和稳定性。
光敏三极管光敏三极管(Phototransistor)是一种光电传感器元件,具有在光照条件下产生电流的功能。
它是由三极管和光敏元件组成的,常用于光电转换、光敏检测等领域。
本文将介绍光敏三极管的基本原理、结构、工作原理以及应用。
基本原理光敏三极管的基本原理是利用光敏元件的光电效应和三极管的放大作用,将光信号转化为电信号。
光敏元件通常采用硒化铟(Indium Gallium Arsenide,InGaAs)材料或硒化硅(Silicon)材料,它们在光照下会产生电子-空穴对。
当光照强度增大时,光电场强度也随之增加,从而产生更多的电子-空穴对。
而三极管是一种放大作用明显的电子元件,通过控制输入端的电流,可以实现对输出端电流的放大。
光敏三极管的光敏元件连接在输入端,光信号照射到光敏元件上,产生的光电流通过三极管放大后输出。
结构光敏三极管的结构与普通三极管相似,通常包括一个基区、一个发射区和一个集电区。
光敏元件则与发射区相连,形成输出端。
整个结构通常弯曲成玻璃封装,以保护元件。
光敏三极管的结构设计有多种形式,其常见的类型有NPN型和PNP型。
NPN型光敏三极管的基区是N型材料,集电区是P型材料;PNP型光敏三极管则相反,基区是P型材料,集电区是N型材料。
两种类型的光敏三极管在电路中的使用方式和性能略有差异,具体的选择需要根据实际应用需求来确定。
工作原理当光线照射到光敏元件上时,光敏元件的光电效应被激发,产生电子-空穴对。
这些电子-空穴对会被电场分离,电子进入集电区,空穴进入发射区。
如果此时三极管处于工作状态,当光电流进入发射区时,将改变发射结的电压,从而控制造成集电电流的大小。
光敏三极管的集电电流与光电流之间遵循一定的函数关系。
通过调整电路中的电流源,可以改变基极输入电流,从而调整光敏三极管的增益。
同时,光敏三极管的输出电流与输入光信号的强弱成正比,因此可以通过测量输出电流的大小来检测光信号的强度。
应用光敏三极管由于具有灵敏度高、响应速度快、体积小等优点,在多个领域都有广泛的应用。
光电三极管也称光敏三极管,它的电流受外部光照控制。
是一种半导体光电器件。
比光电二极管灵敏得多,光照集中电结附近区域。
利用雪崩倍增效应可获得具有内增益的半导体光电二极管(APD),而采用一般晶体管放大原理,可得到另一种具有电流内增益的光伏探测器,即光电三极管。
它的普通双极晶体管十分相似,都是由两个十分靠近的p-n结-------发射结和集电结构成,并均具有电流发大作用。
为了充分吸收光子,光电三极管则需要一个较大的受光面,所以,它的响应频率远低于光电二极管。
[1]2.1机构与工作原理光电三极管是一种相当于在基极和集电极之间接有光电二极管的普通三极管,因此,结构与一般晶体管类似,但也有其特殊地方。
如图2.1.1所示。
图中e.b.c分别表示光电三极管的发射极.基极和集电极。
正常工作时保证基极--集电极结(b—c结)为反偏正状态,并作为受光结(即基区为光照区)。
光电三极管通常有npn和pnp型两种结构。
常用的材料有硅和锗。
例如用硅材料制作的npn结构有3DU型,pnp型有3GU型。
采用硅的npn型光电三极管其暗电流比锗光电三极管小,且受温度变化影响小,所以得到了广泛应用。
[2]光电三极管的工作有两个过程,一是光电转换;二是光电流放大。
光电转换过程是在集---基结内进行,它与一般光电二极管相同。
[3]当集电极加上相对于发射极为正向电压而基极开路时(见图2.1.1(b)),则b--c结处于反向偏压状态。
无光照时,由于热激发而产生的少数载流子,电子从基极进入集电极,空穴则从集电极移向基极,在外电路中有电流(即暗电流)流过。
当光照射基区时,在该区产生电子---空穴对,光生电子在内电场作用下漂移到集电极,形成光电流,这一过程类似于光电二极管。
于此同时,空穴则留在基区,使基极的电位升高,发射极便有大量电子经基极流向集电极,总的集电极电流为IC=IP +βI P=(1+β)IP2.1.1图2.1.1光电三极管结构及工作原理(a)结构示意图(b)光电变换原理(c)电流放大作用式中β为共发射极电流放大倍数。
光敏三极管结构光敏三极管是一种基于光电效应的电子元器件,常用于光电传感、光电转换和光信号放大等应用中。
它的结构简单,由P型半导体、N型半导体和P型半导体组成,具有敏感度高、响应快、抗干扰能力强等特点。
光敏三极管的主要结构包括发射极、基极和集电极。
发射极为P型半导体,基极为N型半导体,集电极为P型半导体。
发射极和基极之间形成一个PN结,基极和集电极之间形成一个PN结,这两个PN结共同构成了光敏三极管的结构。
光敏三极管的工作原理是基于光电效应的。
当光照射到光敏三极管的发射极和基极之间的PN结上时,光子的能量会将PN结中的电子激发,使其跃迁到价带中,形成电子空穴对。
由于PN结的特殊结构,电子空穴对会在PN结中分离,电子向基极方向移动,空穴向发射极方向移动。
这样就产生了电流,即光敏三极管的输出信号。
光敏三极管的输出信号与光照强度呈正比关系,光照强度越大,输出信号越强。
在光照强度不变的情况下,光敏三极管的输出信号也会受到温度、电压等影响。
因此,在实际应用中,需要对光敏三极管进行校准和调整,以保证输出信号的准确性和稳定性。
光敏三极管具有敏感度高、响应快、抗干扰能力强等优点,因此在光电传感、光电转换和光信号放大等领域得到了广泛应用。
例如,在光电传感领域,光敏三极管可以用于检测光线的强弱,实现光的定量检测;在光电转换领域,光敏三极管可以将光信号转换为电信号,方便信号的处理和传输;在光信号放大领域,光敏三极管可以放大微弱的光信号,提高信号的可靠性和稳定性。
然而,光敏三极管也存在一些局限性,如对光照强度的范围有限、对环境温度和电压的要求较高等。
此外,光敏三极管的输出信号受到光照强度和环境条件的影响较大,容易受到干扰。
因此,在实际应用中,需要根据具体的需求和环境条件选择合适的光敏三极管,并进行适当的校准和调整,以保证其性能和稳定性。
光敏三极管是一种基于光电效应的电子元器件,具有敏感度高、响应快、抗干扰能力强等优点。
它的结构简单,包括发射极、基极和集电极。
光敏三极管的工作基本原理光敏三极管(Phototransistor)是一种感光器件,常用于光电探测和自动调节系统中。
它通过光的照射来改变电流或电压的特性。
光敏三极管由半导体材料制成,其工作基本原理可以分为以下几个方面:1. 光电转换原理:光敏三极管是基于内照射效应的光电转换器件。
当射入光照射到光敏三极管的p-n结(二极管结)上时,其中的载流子会被光激发,产生电子-空穴对。
这些电子-空穴对会被电场分离并形成电流。
2. 寄生效应:光敏三极管的工作还受到寄生效应的影响。
这主要包括晶体管的集电结和基极结之间的用于偏置的电流、晶体管的电容和内部寄生电阻等。
这些因素会影响光敏三极管的响应速度和输出电流。
3.电子与光电流的关系: 光敏三极管的输出可以是电流或电压。
在常用的NPN 结构光敏三极管中,光照会激发电子从基区注入发射极(集电极),增加发射极电流,从而使得电流变大。
光敏三极管的电流输出与光照强度之间存在线性关系。
4. 基区电压调制:根据光照强度不同,光敏三极管的基区电压也会发生变化。
基区电压的变化会引起其他参数如发射区的电流变化,从而改变整个光敏三极管的工作状态。
5. 比例关系:光照强度与光敏三极管输出之间存在一定的线性比例关系。
这使得光敏三极管能够被广泛应用于测量和控制系统中,如光电测量、光电自动调节、光电光学追踪等。
总结起来,光敏三极管的工作基本原理是通过光的照射激发载流子并形成电子-空穴对,进而改变光敏三极管的电流或电压特性。
其工作受到光照强度、寄生效应以及光敏三极管内部结构和参数的相互影响。
通过利用光敏三极管的电流输出与光照强度之间的线性关系,可以实现光电信号的测量和控制。
光敏三极管的工作原理为光电器件的应用提供了重要的技术基础。
光敏三极管参数
光敏三极管是一种光电转换器件,具有以下参数:
1. 光敏度:光敏三极管的光敏度指的是其对光的敏感程度。
通常以电流/瓦特(A/W)或电流/流明(A/lm)来度量。
光敏三
极管的光敏度越高,表示其在相同光照条件下产生的电流越大。
2. 光电流响应速度:光敏三极管的光电流响应速度指的是其对光信号的响应速度。
光敏三极管通常具有快速响应的特点,可以在纳秒或亚纳秒级别对光信号做出响应。
3. 光谱响应范围:光敏三极管的光谱响应范围指的是其对光的波长范围的响应能力。
不同的光敏三极管具有不同的光谱响应范围,可以选择适合不同波长光照的光敏三极管。
4. 噪声特性:光敏三极管的噪声特性指的是其在工作中产生的噪声电流或噪声电压。
光敏三极管的噪声特性对于一些高精度的应用来说是非常重要的。
5. 工作电压和工作电流:光敏三极管的工作电压和工作电流是指其在正常工作时需要的电压和电流。
通常情况下,光敏三极管需要外部供电才能正常工作。
这些参数会根据不同的光敏三极管型号和应用需求而有所不同,具体的参数可以参考光敏三极管的数据手册。
光敏二极管和光敏三极管简介及应用光敏二极管和光敏三极管是光电转换半导体器件,与光敏电阻器相比具有灵敏度高、高频性能好,可靠性好、体积小、使用方便等优。
一、光敏二极管1.结构特点与符号光敏二极管和普通二极管相比虽然都属于单向导电的非线性半导体器件,但在结构上有其特殊的地方。
光敏二极管在电路中的符号如图Z0129 所示。
光敏二极管使用时要反向接入电路中,即正极接电源负极,负极接电源正极。
2.光电转换原理根据PN结反向特性可知,在一定反向电压范围内,反向电流很小且处于饱和状态。
此时,如果无光照射PN结,则因本征激发产生的电子-空穴对数量有限,反向饱和电流保持不变,在光敏二极管中称为暗电流。
当有光照射P N结时,结内将产生附加的大量电子空穴对(称之为光生载流子),使流过PN结的电流随着光照强度的增加而剧增,此时的反向电流称为光电流。
不同波长的光(兰光、红光、红外光)在光敏二极管的不同区域被吸收形成光电流。
被表面P型扩散层所吸收的主要是波长较短的兰光,在这一区域,因光照产生的光生载流子(电子),一旦漂移到耗尽层界面,就会在结电场作用下,被拉向N区,形成部分光电流;彼长较长的红光,将透过P型层在耗尽层激发出电子一空穴对,这些新生的电子和空穴载流子也会在结电场作用下,分别到达N区和P 区,形成光电流。
波长更长的红外光,将透过P型层和耗尽层,直接被N区吸收。
在N区内因光照产生的光生载流子(空穴)一旦漂移到耗尽区界面,就会在结电场作用下被拉向P区,形成光电流。
因此,光照射时,流过PN结的光电流应是三部分光电流之和。
二、光敏三极管光敏三极管和普通三极管的结构相类似。
不同之处是光敏三极管必须有一个对光敏感的P N结作为感光面,一般用集电结作为受光结,因此,光敏二极管实质上是一种相当于在基极和集电极之间接有光敏二极管的普通二极管。
光敏三极管一.基本介绍。
光敏三极管也称光电三极管,它和光敏二极管一样,都是半导体敏感器件光敏三极管在电路中的文字符号也用BG表示,其图形符号和实物外形分别见下图从外形看,光敏三极营和三极管一样,也有三条引出啷,但是用的只有c、e两脚,另一脚是空着不用的。
光敏三极管的主要特点是,无光照时,c、e极的正向电阻(用万用表负笔接c、正笔接e)达数百KΩ,三极管不导通而受到光照以后,c、e极会自行导通,光照度越大,正向电阻越小,其导通程度也就越大。
现用圈2电路说明光敏三极管的这一特性。
无光照时,光敏三极管B G不导通,发光二极管L ED不亮;当用手电筒照射光敏三极管顶部以后,光敏三极管导通,发光二极管有电流通过而发光。
这里特别强调,光敏三极管在电路中的连接,都是正向连接(即集电极c接电源正极),它与光敏二极管在电路中的反向连接方法(即负极接电电源正极)正好相反。
实际应用时不能接错,否则电路将不能正常工作。
光敏三极管象光敏二极管、光敏电阻一样,在无线电电路中应用很广泛。
如光控开关电路、光电报警电路以及自动控制电路等。
光敏三极管还可以应用于红外线接收电路。
常用的国产光敏三极管有:3DUI、3DU5、3DU44,3DU 3 3,3DU51等。
二.应用电路如下2.1达林顿型光敏三极管构成带自锁功能的光电控制继电器电路图2.2光敏三极管组成的光控电位器电路如图所示的光控电位器,使用激光笔做光源照射光敏管VT1,沟道电阻减小,音量提高;若照射VT2音量则降低,从而实现了光控音量调节。
该电位器每次开机时,VT3管的G极电位为0V,沟道电阻为最大值,音量也就被控制在最小。
如图所示为一单声道,若需控制多个声道,只需把场效应管G极并联起来即可。
VT3选用3DJ6F或同类场效应管。
VT1、VT2使用市售NPN型光敏管即可,C1、C2、C3选用6.3μF/25V钽电解电容。
电阻选用1/8W金属膜电阻。
三.光敏三极管与二极管的比较光敏三极管与二极管不同的是有两个背对相接的PN结。
光敏三极管的主要技术特性及参数1、光谱特性光敏三极管由于使用的材料不同,分为错光敏三极管和硅光敏三极管,使用较多的是硅光敏三极管。
光敏三极管的光谱特性与光敏二极管是相同的。
2、伏安特性光敏三极管的伏安特性是指在给定的光照度下光敏三极管上的电压与光电流的关系。
光敏三极管的伏安特性曲线如图下图所示。
3、光电特性与光照度之间的关光敏三极管的光电特性反映了当外加电压恒定时,光电流IL系。
下图给出了光敏三极管的光电特性曲线光敏三极管的光电特性曲线的线性度不如光敏二极管好,且在弱光时光电流增加较慢。
4、温度特性温度对光敏三极管的暗电流及光电流都有影响。
由于光电流比暗电流大得多,在一定温度范围内温度对光电流的影响比对暗电流的影响要小。
下两图中分别给出了光敏三极管的温度特性曲线及光敏三极管相对灵敏度和温度的关系曲线。
5、暗电流ID在无光照的情况下,集电极与发射极间的电压为规定值时,流过集电极的反向漏电流称为光敏三极管的暗电流。
6、光电流IL在规定光照下,当施加规定的工作电压时,流过光敏三极管的电流称为光电流,光电流越大,说明光敏三极管的灵敏度越高。
7、集电极一发射极击穿电压VCE在无光照下,集电极电流IC为规定值时,集电极与发射极之间的电压降称为集电极一发射极击穿电压。
8、最高工作电压VRM在无光照下,集电极电流Ie为规定的允许值时,集电极与发射极之间的电压降称为最高工作电压。
9、最大功率PM最大功率指光敏三极管在规定条件下能承受的最大功率。
10、峰值波长λp当光敏三极管的光谱响应为最大时对应的波长叫做峰值波长。
11、光电灵敏度在给定波长的入射光输入单位为光功率时,光敏三极管管芯单位面积输出光电流的强度称为光电灵敏度。
12、响应时间响应时间指光敏三极管对入射光信号的反应速度,一般为1X10-3---1X10-7S。
13、开关时间1.脉冲上升时间t:光敏三极管在规定工作条件下调节输入的脉冲光,使光敏三τ极管输出相应的脉冲电流至规定值,以输出脉冲前沿幅度的10%-90%所需的时间。
光敏三极管工艺光敏三极管(Phototransistor)是一种能够将光信号转换为电信号的器件,广泛应用于光电控制、光电检测等领域。
它是基于普通三极管的结构,通过引入光敏材料,使其具备了接收光信号的能力。
光敏三极管的工艺对于其性能和稳定性具有重要影响。
光敏三极管的制造工艺主要包括以下几个步骤:1. 衬底准备:选择合适的衬底材料,常用的有硅(Si)、镓砷化物(GaAs)等。
根据需要,对衬底进行清洗、抛光等处理,以获得平整的表面。
2. 衬底掺杂:通过离子注入或扩散等方法,在衬底上引入掺杂剂,形成N型或P型区域。
这些区域将构成三极管的发射结、基极和集电结。
3. 生长光敏材料:在衬底上生长光敏材料。
光敏材料常用的有硒化铟(InSe)、硒化镉(CdSe)等。
生长过程需要控制温度、压力等参数,以获得均匀、纯净的光敏材料。
4. 制作电极:使用光刻技术,在光敏材料上制作电极。
首先涂覆光刻胶,然后利用掩膜将光刻胶进行曝光,形成所需的图案。
通过腐蚀或电镀等方法,在曝光后的光刻胶上形成金属电极。
5. 分离:使用切割工艺将单个光敏三极管分离出来。
常用的切割工艺有划片、切割等方法。
以上是光敏三极管的制造工艺的主要步骤,下面将详细介绍其中的一些关键步骤。
在衬底掺杂阶段,掺入的掺杂剂的类型和浓度对光敏三极管的性能有重要影响。
N型区域的掺杂剂常用磷(P)或砷(As),P型区域的掺杂剂常用硼(B)或铝(Al)。
掺杂的浓度决定了区域的导电性能,过高或过低的浓度都会影响器件的性能。
光敏材料的生长过程也是关键的一步。
光敏材料的纯度和均匀性对器件的性能具有重要影响。
生长过程需要控制温度、压力等参数,以获得高质量的光敏材料。
在生长过程中,还需要考虑材料与衬底的匹配性,以保证材料的附着性和稳定性。
制作电极的光刻工艺也是制造工艺中的重要环节。
光刻技术能够实现微米级的图案制作,对光敏三极管的性能和稳定性起着关键作用。
光刻胶的选择和曝光参数的控制能够影响电极的形状和尺寸,从而影响器件的电性能。