第五讲 光敏三极管

光敏三极管原理光敏三极管是一种光电转换元件，通过光照射引起内部电流变化，从而实现光信号的电信号转换。

它广泛应用于光控开关、光电自动、通信设备等领域。

光敏三极管的原理是基于内部PN结的光生效应。

它由一个N型半导体和两个P 型半导体组成。

N型区域连接到一个正极（集电极），两个P型区域旁边连接到两个负极（发射极和基极）。

当光照射在PN结的表面时，光子的能量将导致电子从价带跃迁到导带，从而产生电子-空穴对。

这些电子和空穴会在电场作用下分别向发射极和集电极移动。

由于基极正向偏置，电子会被基极吸收，而空穴则会通过P型区域的PN结向发射极移动。

由于光的照射是随机的，光敏三极管的输出电流也是随机的。

因此，在实际应用中，我们需要对光敏三极管的输出进行放大和滤波，以提高信噪比和稳定性。

光敏三极管的工作原理可以通过光敏三极管的电特性曲线来理解。

在光敏三极管中，光照强度与输出电流之间存在着直接的线性关系。

当光照强度增加时，输出电流也随之增加。

这种线性关系可以通过光敏三极管的光电流-光照强度曲线来体现。

光敏三极管的光电流-光照强度曲线呈现出S型曲线，即当光照强度较小时，曲线较平缓，而当光照强度较大时，曲线则变得陡峭。

这是因为在较低的光照强度下，光敏三极管的敏感部分仍然存在着少量的电子和空穴，因此增加光照强度对输出电流的影响相对较小。

而在较高的光照强度下，光敏三极管的敏感部分会产生更多的电子和空穴，从而导致输出电流大幅增加。

光敏三极管还具有快速响应的特点。

当光照结束后，光敏三极管的输出电流会迅速恢复到初始状态。

这种快速响应的特性使光敏三极管在光噪声较高的环境下具有较好的性能。

在实际应用中，我们可以通过调整工作电压和外部电阻来控制光敏三极管的灵敏度。

较高的工作电压和较低的外部电阻可以提高光敏三极管的灵敏度，而较低的工作电压和较高的外部电阻则可以减小灵敏度。

总之，光敏三极管通过光的照射使得内部产生电子和空穴对，从而产生电流，实现光信号转换为电信号。

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。

光敏二极管和光敏三极管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PN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PN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。

其结构及符号如图Z0130所示。

三、光敏二极管的两种工作状态光敏二极管又称光电二极管，它是一种光电转换器件，其基本原理是光照到P-N结上时，吸收光能并转变为电能。

3、光电特性
光敏三极管的光电特性反映了当外加电压恒定时，光电流I L与光照度之间的关系。

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I D
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I L
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。

点击下载光敏三极管的主要技术特性及参数。

光电三极管原理时间：2009-01-18 18:57:53 来源：资料室作者：集成电路光敏三极管(光电三极管)(Photo Transister)以接受光的信号而将其变换为电气信号为目的而制成之晶体管称为光敏三极管。

最普遍的外形如图1 所示。

罐形封闭(Can seal)之光敏三极管多半将半导体晶方装定在TO-18或TO-5封装引脚座后，利用附有玻璃之凸透镜及单纯之玻璃窗口之金属罩封闭成密不透气状态。

罐封闭型(玻璃窗口) 罐封闭型(玻璃透镜)树脂封入型(平导线透型) 树脂封入型(单端窗)图1作用原理光敏三极管一般在基极开放状态使用(外部导线有两条线的情形比较多)，而将电压施加至射极、集极之两个端子，以便将逆偏压施至集极接合部。

在此状态下，光线入射于基极之表面时，受到反偏压之基极、集电极间即有光电流(Iλ)流过，发射极接地之晶体管的情形也一样，电流以晶体管之电流放大率(hfe)被放大而成为流至外部端子之光电流(Ic)，为便于了解起见，请参照图2所示。

图2 光敏三极管的等效电路达林顿晶体管工作情况；电流再经过次段之晶体管的电流放大率被放大，其结果流至外部导线之光电流即为初段之基极、集极间所流过之光电流与初段及后段之晶体管的电流放大率三者之积。

种类由外观上如图1所示，可以区分为罐封闭型与树脂封入型，而各型又可分别分为附有透镜之型式及单纯附有窗口之型式。

就半导体晶方言之，材料有硅(Si)与锗(Ge)，大部份为硅。

在晶方构造方面，可分为普通晶体管型与达林顿晶体管型。

再从用途加以分类时，可以分为以交换动作为目的之光敏三极管与需要直线性之光敏三极管，但光敏三极管的主流为交换组件，需要直线性时，通常使用光二极管。

在实际选用光敏三极管时，应注意按参数要求选择管型。

如要求灵敏度高，可选用达林顿型光敏三极管；如要求响应时间快，对温度敏感性小，就不选用光敏三极管而选用光敏二极管。

探测暗光一定要选择暗电流小的管子，同时可考虑有基极引出线的光敏三极管，通过偏置取得合适的工作点，提高光电流的放大系数。

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。

光敏三极管的结构及工作原理说明：光敏三极管与二极管不同的是有两个背对相接的PN结。

与普通三极管相似的是，它也有电流增益。

图21-7示出了NPN型光敏兰极管的结构。

需要指出的是，因光敏三极管无须电参量控制，所以一般没有基极引出线，只有集电极C和发射极e两个引脚，而且外形和光敏二极管极为相似，很难区别开，需认真看清管壳外缘标注的型号，以免混淆。

有时为了提高电压放大倍数，生产商将光敏三极管与另一普通二极管制作在一个管芯内，连结成复合管形式，称为达林顿型光敏三极管。

它的电压放大倍数很高(β=βlβ2)，且允许输出较大电流，即电流放大倍数也很高(α=α1α2)。

但达林顿型光敏三极管的暗电流较大，非线性严重，温漂大以及抗干扰能力差，需在电路中增加抑制回路方能正常工作。

网名： sels光敏三极管基础知识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。

通过对半导体二极管和三极管的学习，我了解了晶体管的基本结构和工作原理，晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。

三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，如图从三个区引出相应的电极，分别为基极b发射极e和集电极c。

发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。

基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里；NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。

光敏三极管的基本原理
光敏三极管是一种光电设备，基本原理是当光线照射到器件表面时，光子能量会促使半导体发生光电效应，产生电子-空穴对。

光敏三极管由三个区域构成：发射区、接收区和基区。

发射区是一块高掺杂的p型半导体，在照射下发射电子。

接收区是一块低掺杂的n型半导体，在照射下吸收电子。

基区是夹在发射区和接收区之间的一块p型半导体，起到控制电流的作用。

当没有光照射到光敏三极管时，基区和接收区之间会形成一个正向偏置的PN结。

处于正向偏置的PN结会形成一个薄的耗尽区，阻碍电流通过。

此时，光敏三极管处于关断状态。

当有光照射到光敏三极管时，照射光子的能量足以克服耗尽区的阻碍，激发电子从发射区流向接收区，引起电流的变化。

这时，光敏三极管处于导通状态。

所以，光敏三极管的基本原理就是利用光照射引发光电效应，改变器件的电流特性。

光敏三极管常用于光传感器、光电开关、光测量等应用。

光敏三极管类型
嘿，咱今天聊聊光敏三极管的类型。

啥是光敏三极管呢？简单说啊，就是一种对光很敏感的小玩意儿。

它能感受到光的强弱，然后做出反应。

给你讲讲我遇到的一件事儿吧。

有一回，我家里的小台灯坏了，我就想着自己修修看。

打开一看，里面有个小小的零件，看着有点像三极管。

我就好奇啊，这到底是啥呢？后来我查了资料，才知道这可能是个光敏三极管。

原来这小台灯能根据光线的强弱自动调节亮度，就是靠这个光敏三极管在起作用呢。

光敏三极管有好几种类型。

有一种叫NPN 型的，就像个小勇士，对光特别敏感，只要有一点光，它就马上行动起来。

还有一种叫PNP 型的，比较温柔，反应没那么激烈。

就像两个人，一个急性子，一个慢性子。

在实际应用中呢，我们就得根据不同的需求来选择不同类型的光敏三极管。

要是你想要一个反应特别快的，那就选NPN 型的。

要是你想要一个比较稳定的，那就选PNP 型的。

所以啊，了解光敏三极管的类型很重要哦。

就像我修小台灯，如
果知道是哪种光敏三极管出了问题，就能更准确地修好它。

最后呢，咱再说说光敏三极管的类型。

这东西虽然小小的，但是作用可不小呢。

以后要是再遇到和光有关的小电器出问题，咱就可以想想是不是光敏三极管在捣乱，然后根据不同的类型来解决问题。

三极管知识简介（5）三极管知识简介（5）光敏三极管在原理上类似于晶体管，只是它的集电结为光敏二极管结构。

它的等效电路见图T313。

由于基极电流可由光敏二极管提供，故一般没有基极外引线(有基极外引线的产品便于调整静态工作点)。

如在光敏三极管集电极c和发射极e之间加电压，使集电结反偏，则在无光照时，c、e 间只有漏电流ICEO，称为暗电流，大小约为0.3 μA。

有光照时将产生光电流IB，同时IB被“放大”形成集电极电流IC，大小在几百微安到几毫安之间。

光敏三极管的输出特性和晶体管类似，只是用入射光的照度来代替晶体管输出特性曲线中的IB。

光敏三极管制成达林顿形式时，可获得很大的输出电流而能直接驱动某些继电器。

光敏三极管的缺点是响应速度(约5 ～10μs)比光敏二极管(几百毫微秒)慢，转换线性差，在低照度或高照度时，光电流放大系数值变小。

使用光敏三极管时，除了管子实际运行时的电参数不能超限外，还应考虑入射光的强度是否恰当，其光谱范围是否合适。

过强的入射光将使管芯的温度上升，影响工作的稳定性，不合光谱的入射光，将得不到所希望的光电流。

例如：硅光敏三极管的光谱响应范围为0.4 ～1.1 μm波长的光波，若用荧光灯作光源，结果就很不理想。

另外，在实际选用光敏三极管时，应注意按参数要求选择管型。

如要求灵敏度高，可选用达林顿型光敏三极管；如要求响应时间快，对温度敏感性小，就不选用光敏三极管而选用光敏二极管。

探测暗光一定要选择暗电流小的管子，同时可考虑有基极引出线的光敏三极管，通过偏置取得合适的工作点，提高光电流的放大系数。

例如，探测10-3勒克斯的弱光，光敏三极管的暗电流必须小于0.1 nA。

光敏三极管的基本应用电路见图T314，几种国产光敏三极管的参数见表B317。