光敏三极管的应用电路精品

二、菲涅尔透镜 使用热释电信息转换器件时， 使用热释电信息转换器件时，一般前面 需安装菲涅尔透镜， 需安装菲涅尔透镜，外来移动的辐射能 量通过菲涅尔透镜断续的聚光于热释电 使热释电输出相应的电信号。同时， 上，使热释电输出相应的电信号。同时， 菲涅尔透镜也能增加热释电的探测距离。 菲涅尔透镜也能增加热释电的探测距离。 每个透镜都有一个不大的视场，而相邻两个透镜的视场不连续， 每个透镜都有一个不大的视场，而相邻两个透镜的视场不连续，也 不重叠，彼此相隔一个微小的盲区。 不重叠，彼此相隔一个微小的盲区。一种典型的菲涅尔透镜外形如 图所示。 图所示。 视场角度范围如图所示。 视场角度范围如图所示。当辐射物在菲涅尔透镜的视场范围内运动 依次地进入某一单元透镜的视场，又离开这一视场， 时，依次地进入某一单元透镜的视场，又离开这一视场，热释电对 运动的辐射一会儿敏感，一会儿又不敏感，这样不断重复， 运动的辐射一会儿敏感，一会儿又不敏感，这样不断重复，于是运 动的辐射不断的改变热释电表面的温度， 动的辐射不断的改变热释电表面的温度，热释电输出一个又一个对 应的信号。不加菲涅尔透镜时，热释电的探测距离为2米左右， 应的信号。不加菲涅尔透镜时，热释电的探测距离为2米左右，加 上菲涅尔透镜后，探测距离可达10米以上。 10米以上 上菲涅尔透镜后，探测距离可达10米以上。
I c = βI Φ
β为三极管的电流放大极管的电流放大作用可从图(c)说明， 光敏三极管的电流放大作用可从图(c)说明，它与普通三极管在偏 (c)说明 流电路中接一个光敏三极管的作用是完全相同的， 流电路中接一个光敏三极管的作用是完全相同的，只是用由 I b 替代了 I Φ 。 光敏三极管的灵敏度比光敏二极管高，是光敏二极管的数十倍， 光敏三极管的灵敏度比光敏二极管高， 是光敏二极管的数十倍 ， 故输出电流要比光敏二极管大得多，一般为毫安级 毫安级。 故输出电流要比光敏二极管大得多 ， 一般为 毫安级 。但其他特性 不如光敏二极管好，在较强的光照下， 不如光敏二极管好， 在较强的光照下， 光电流与照度不成线性关 频率特性和温度特性也变差， 系 。 频率特性和温度特性也变差 ， 故光敏三极管多用作光电开关 或光电逻辑元件。 或光电逻辑元件。 光敏三极管的输出电路如图(a)所示， 光敏三极管的输出电路如图(a)所示，基本上与光敏二极管输出 (a)所示 电路相同，输出电压的计算也同光敏二极管相同，只是灵敏度S 电路相同，输出电压的计算也同光敏二极管相同，只是灵敏度S 要比光敏二极管的灵敏度大些。 要比光敏二极管的灵敏度大些。 注意，光敏三极管的输出脚同光敏二极管相同， 注意，光敏三极管的输出脚同光敏二极管相同，是二只而不 是三只。 是三只。

光敏三极管的应用电路图：二.工作原理用于传递模拟信号的光耦合器的发光器件为光敏三极管。

当有电流通过发光二极管时，便形成一个光源，该光源照射到光敏三极管表面上，使光敏三极管产生集电极电流，该电流的大小与光照的强弱，亦即流过二极管的正向电流的大小成正比。

由于光耦合器的输入端和输出端之间通过光信号来传输，因而两部分之间在电气上完全隔离，没有电信号的反馈和干扰，故性能稳定，抗干扰能力强。

三.工作原理用于传递模拟信号的光耦合器的发光器件为光敏三极管。

当有电流通过发光二极管时，便形成一个光源，该光源照射到光敏三极管表面上，使光敏三极管产生集电极电流，该电流的大小与光照的强弱，亦即流过二极管的正向电流的大小成正比。

由于光耦合器的输入端和输出端之间通过光信号来传输，因而两部分之间在电气上完全隔离，没有电信号的反馈和干扰，故性能稳定，抗干扰能力强。

四．实验结果发光管和光敏管之间的耦合电容小（2pf左右）、耐压高(2.5KV左右)，故共模抑制比很高。

输入和输出间的电隔离度取决于两部分供电电源间的绝缘电阻。

五.分析数据光敏三极管另一个优点，他还可以接受红外线，我认为这点很有用处。

因为在晚上没有可见光，但是仍然有红外线，因此可以作为夜视装置，可以用来防盗。

六.总结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半导体通过添加一部分微量元素会使其特性发生翻天覆地的变化。

光敏晶体管就是一种重要的衍生物。

视觉是人体最重要的感觉，因此，我觉得通过光来控制电路真是太精妙了，而光敏的二极管三极管恰好就完成这个任务。

因为光敏三极管由于还具有放大作用，因此应用比二极管更加广泛。

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。

硅
硅的峰值波长为 900nm，锗的峰值波长为 锗 1500nm 。由于锗管的暗 电流比硅管大，因此锗管 的性能较差。故在可见光 或探测赤热状态物体时， 一般选用硅管；但对红外 入射光 线进行探测时,则采用锗管 16000 较合适。 λ/nm
光电三极管的主要特性——伏安特性
光电三极管的伏安特性曲线如图所示。光电三极管在不同 的照度下的伏安特性，就像一般晶体管在不同的基极电流时的 输出特性一样。因此，只要将入射光照在发射极 e与基极b之间 的PN结附近，所产生的光电流看作基极电流，就可将光敏三极 管看作一般的晶体管。光电三极管能把光信号变成电信号，而 且输出的电信号较大。
I/mA
6 4 2
2500lx 2000lx 1500lx
1000lx
500lx
伏安特性
0
20 40
U/V
60
80
光电三极管的主要特性——光照特性
光电三极管的光照特性如图所示。它给出了光敏三极管的 输出电流 I 和照度之间的关系。它们之间呈现了近似线性关系。 当光照足够大(几klx)时，会出现饱和现象，从而使光电三极管 既可作线性转换元件，也可作开关元件。
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，请参照左图所示。
光电二极管的工作原理
为了提高光电三极管的频率响应、增益和减小 体积。将光电二极管、三极管制作在一个硅片上构 成集成器件。
达林顿 光电三极管
光电三极管的主要特性——光谱特性
光电三极管的应用
1．亮通光电控制电路 当有光线照射于 光电器件上时，使继 电器有足够的电流而
动作，这种电路称为
亮通光电控制电路， 也叫明通控制电路。 最简单的亮通电路如 图所示。

光敏三极管经典电路
光敏三极管是一种常用于光电传感器中的元件，其内部结构与普通三极管类似，但其基区和集电区之间存在一层光敏材料，使其可以对光线的变化做出响应。

光敏三极管经典电路是指将光敏三极管与其他元件组合起来，用于测量光线的强度或检测光线的存在。

其中最常见的电路是基本放大电路和比较电路。

基本放大电路使用光敏三极管作为信号源，将其连接到一个共射极放大器中，通过调节电路的增益和偏置来达到期望的电压输出。

这种电路通常用于光电传感器和光电开关中，可以精确地测量光线的强度并作出响应。

比较电路则是将两个光敏三极管连接到一个比较器中，通过比较两个光敏三极管的电压信号来检测光线的存在与否。

这种电路常用于光电门和自动光控制系统中，可以实现对光线的自动检测和控制。

光敏三极管经典电路具有结构简单、响应速度快、稳定可靠等优点，在光电传感器、自动控制、光学通信等领域得到广泛应用。

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红外线光电传感器 OPTO INTERRUPTER
透射式光电传感器是将砷化镓红外发光管和硅光敏三极管等，以相对的方向装在中间带槽的支架上。当槽内无物体时，砷化镓发光管发出的光直接照在硅光敏三极管的窗口上，从而产生一定大的电流输出，当有物体经过槽内时则挡住光线，光敏管无输出，以此可识别物体的有无。适用于光电控制、光电计量等电路中，可检测物体的有无、运动方向、转速等方面。
目前的光电三极管是采用硅材料制作而成的。这是由于硅元件较锗元件有小得多的暗电流和较小的温度系数。硅光电三极管是用N型硅单晶做成N—P—N结构的。管芯基区面积做得较大，发射区面积却做得较小，入射光线主要被基区吸收。与光电二极管一样，入射光在基区中激发出电子与空穴。在基区漂移场的作用下，电子被拉向集电区，而空穴被积聚在靠近发射区的一边。由于空穴的积累而引起发射区势垒的降低，其结果相当于在发射区两端加上一个正向电压，从而引起了倍率为β+1(相当于三极管共发射极电路中的电流增益)的电子注入，这就是硅光电三极管的工作原理。
常见的硅光电三极管有金属壳封装的，也有环氧平头式的，还有微型的。怎样识别其管脚呢?
对于金属壳封装的，金属下面有一个凸块，与凸块最近的那只脚为发射极e。如果该管仅有两只脚，那么剩下的那条脚则是光电三极管的集电极c；假若该管有三只脚，那么与e脚最近的则是基极b，离e脚远者则是集电极c。对环氧平头式、微型光电三极管的管脚识别方法是这样的：由于这两种管子的两只脚不一样，所以识别最容易——长脚为发射极e，短脚为集电极C 。
光电IC
光电IC是把受光元件和信号处理电路集成在一个芯片中的器件。有的检出入射光的有无而以“L”和“H”二值输出数字信号，也有的输出与入射光量成比例的模拟信号。广泛应用于光量测定、检测可视信息和位置信息的传感器及光通信接收器等方面光电集成电路传感器爱外界杂散光的影响小,即使在移动环镜下也可以稳定工作,因此十分适合打印机、复印机等办公设备使用。其中PDIC集成了内置放大器，用于激光探测器中，具有很小的噪声，适用于CD/VCD/DVD光头。复位芯片具有电压比较机能，用以CPU的复位，在复位电路设计上具有卓越的性价比。

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。

4. 烟雾报警器电路
烟雾报警器
光敏三极管是烟雾报警器中的光传感器。它是利用起火时产生的烟雾能 够改变光的传播特性这一基本性质而研制的。根据烟粒子对光线的吸收和散 射作用。光电感烟探测器又分为遮光型和散光型两种。
下图为遮光型报警器。平时发光二极管发出的光被不透明挡板挡住，当 有烟雾时，烟雾对光有散射作用，光电三极管接收到散射光，电阻变小，使 报警电路工作。
4. 烟雾报警器电路
烟雾报警器
散光型烟雾报警器：在烟雾报警器内部有一道 光和传感器，二者成90度角放置，如下所示：
在正常情况下，左侧的光源发出 的光会直接射出，不经过传感器。但是 当有烟雾进入腔体时，烟雾微粒会使光 线散开，一部分光会射到传感器，然后 传感器会启动烟雾报警器中的喇叭。
4. 烟雾报警器电路
课程内容 Course Contents
1 . 光控开关电路 2. 光控语音报警电路 3. 红外检测器电路 4. 烟雾报警器电路
1. 光控开关电路
当光敏三极管3DU5上有光照射时，它被导通，从而使继 电器K通电工作。当光敏三极管3DU5上无光照射时，电路 被断开，3 DK7 、3 DK9 均不工作，也无电流输出，继电器 不动作。因此通过有无光照射到光敏管3 DU5 上即可控制 继电器的工作状态，从而控制与继电器连接的工作电路。
无烟雾时，红外发光二极管VD1 发光并被光敏三极管VT1 接收，其内阻减小， 最终使得VT2 导通，VT3 截止，报警器不工作。
的光通量减小，内 阻增大，最终使得VT2截止，VT3导通，报警器工作。
THANK YOU
3. 红外检测器电路
当红外遥控发射装置发出的红外光照射到光 敏三极管VT1 时，其内阻减小，驱动VT2导通， 使发光二极管VD1 随着人射光的节奏被点亮。 由于发光二极管VD1 的亮度取决于照射到光 敏三极管VT1 的红外光的强度，因此根据发光 二极管VD1 的发光亮度，可以估计出红外发 射装置上的电池是否还可以继续使用。

光敏三极管的应用
Application of phototransistors
课程内容 Course Contents
1. 光控开关电路 2. 光控语音报警电路 3. 红外检测器电路 4. 烟雾报三极管3DU5上有光照射时，它被导通，从而使继 电器K通电工作。当光敏三极管3DU5上无光照射时，电路 被断开，3DK7、3DK9均不工作，也无电流输出，继电器 不动作。因此通过有无光照射到光敏管3DU5上即可控制 继电器的工作状态，从而控制与继电器连接的工作电路。
无烟雾时，红外发光二极管VD1发光并被光敏三极管VT1接收，其内阻减小， 最终使得VT2导通，VT3截止，报警器不工作。 有烟雾时，空气透光性变差，此时光敏三极管VT1接收到的光通量减小，内 阻增大，最终使得VT2截止，VT3导通，报警器工作。
THANK YOU
3. 红外检测器电路
当红外遥控发射装置发出的红外光照射到光
敏三极管VT1时，其内阻减小，驱动VT2导通，
使发光二极管VD1随着人射光的节奏被点亮。 由于发光二极管VD1的亮度取决于照射到光敏
三极管VT1的红外光的强度，因此根据发光二
极管VD1的发光亮度，可以估计出红外发射装 置上的电池是否还可以继续使用。
4. 烟雾报警器电路
烟雾报警器
光敏三极管是烟雾报警器中的光传感器。它是利用起火时产生的烟雾能 够改变光的传播特性这一基本性质而研制的。根据烟粒子对光线的吸收和散 射作用。光电感烟探测器又分为遮光型和散光型两种。 下图为遮光型报警器。平时发光二极管发出的光被不透明挡板挡住，当 有烟雾时，烟雾对光有散射作用，光电三极管接收到散射光，电阻变小，使 报警电路工作。
4. 烟雾报警器电路
烟雾报警器
散光型烟雾报警器：在烟雾报警器内部有一道 光和传感器，二者成90度角放置，如下所示： 在正常情况下，左侧的光源发出 的光会直接射出，不经过传感器。但是 当有烟雾进入腔体时，烟雾微粒会使光 线散开，一部分光会射到传感器，然后 传感器会启动烟雾报警器中的喇叭。

光耦电路一、概述光耦电路是一种利用光敏元件（光电二极管或光敏三极管）和晶体管（BJT）或场效应晶体管（FET）构成的电路。

它具有输入与输出之间的电气隔离作用，广泛应用于电子设备中。

二、工作原理光耦电路的基本工作原理是利用光敏元件的光电效应将光信号转换为电信号，并通过晶体管或场效应晶体管放大和驱动输出电路。

光敏元件一般由半导体材料制成，当光照射到光敏元件上时，光子的能量将激发出载流子，从而改变材料的电导率。

晶体管或场效应晶体管则起到放大和转换电信号的作用。

光耦电路的输入与输出之间有一层光隔离层，能够有效地隔离输入和输出之间的电气干扰，保证设备的安全性和稳定性。

在光电耦合器件上，输入端是光敏元件，通过光隔离层与输出端的放大电路相连。

当输入端有光照射时，会产生电信号，通过放大电路可以将信号放大并驱动负载。

三、应用领域光耦电路在电子设备中有着广泛的应用。

1. 软件控制接口在电脑或嵌入式系统中，光耦电路可以作为软件控制接口的一部分。

通过光敏二极管将光信号转换成电信号后，可以与电脑或嵌入式系统进行通信，实现信息的传输和控制。

2. 电能测量光耦电路可以作为电能测量装置的一部分，将电能信号转换成光信号，通过光隔离层隔离输入和输出，确保测量的准确性和安全性。

3. 高频信号隔离在高频电路中，由于信号的频率较高，晶体管或场效应晶体管的开关速度很快，容易产生电气干扰。

通过光耦电路可以实现输入与输出之间的电气隔离，有效地降低电气干扰，提高系统的抗干扰性能。

4. 传感器驱动光耦电路可以作为传感器的驱动器，将传感器输出的信号转换为电信号，并通过放大电路将信号放大，以便控制其他设备的工作。

四、优缺点1. 优点•具有电气隔离功能，可以有效地隔离输入和输出之间的干扰；•光敏元件具有快速响应的特点，适用于高频信号的传输；•具有较高的输入电阻和较低的输出电阻，可以适配不同的负载。

2. 缺点•光敏元件对环境光敏感，需要在实际应用中进行屏蔽；•输出信号受限于光敏元件和放大电路的性能，可能存在一定的失真。

五、光敏三极管的光电特性及伏安特性一、实验原理：光注入 用波长比较短的光 照射到半导体光照产生非平衡载流子产生的非子一般都用∆n ，∆p 来表示。

达到动态平衡后： n=n 0+∆n ，p=p 0+∆p ； n 0，p 0为热平衡时电子浓度和空穴浓度，∆n ，∆p 为非子浓度。

光敏三极管是一种光生伏特器件，用高阻P 型硅作为基片，然后在基片表面进行参杂形成PN 结。

N 区扩散得很浅为1μm 左右，二空间电荷区，（即耗层区）()g E h >γ较宽，所以保证了大部分光子入射到耗层区内。

光子入射到耗层内被吸收而激发电子-空穴对，电子-空穴对在外加反向偏压V CB的作用下，空穴流向正极，形成了三极管的反向电流即光电流。

光电流通过外加负载电阻R L后产生电压信号输出。

光敏三极管原理与结构：下图给出了NPN 型光敏三极管基本线路。

基极开路，基极-集电极处于反偏状态。

当光照射到PN 结附近时，由于光生伏特效应，产生光电流。

该电流相当于普通三极管的基极电流，因此将被放大（1+ β ）倍，所以光敏三极管具有比光敏二极管更高的灵敏度。

实验目的：1、了解光敏三极管光电特性，当光电管的工作偏压一定时，光电管输出光电流与入射光的照度（或通量）的关系。

2、当入射光的照度（或通量）一定时，光电管输出的光电流与偏压的关系（伏安特性）。

实验步骤：见讲义下图为光敏晶体管的光照特性曲线。

它给出了光敏晶体管的输出电流Ic 和照度Ee 之间的关系。

从图中可以看出它们的曲线近似地可以看作是线性关系。

下图为锗光敏晶体管的伏安特性曲线.光敏晶体管在不同照度Ee 下的伏安特性，就象一般晶体管在不同的基极电流时的输出特性一样。

只要将入射光在发射极与基极之间的PN 结附近所产生的光电流看作基极电流,就可将光敏晶体管看成一般的晶体管。

光敏晶体管的伏安特性六、光敏三极管的光谱响应特性一、实验原理：光电器件的灵敏度是入射辐射波长的函数。

以功率相等的不同波长的单色辐射入射于光电器件，其光电信号与辐射波长的关系为光电器件的光谱响应。

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。

（5）烟雾报警器电路 Nhomakorabea 烟雾报警器
光敏三极管是烟雾报警器中的光传感器。它是利用起火时产生的 烟雾能够改变光的传播特性这一基本性质而研制的。根据烟粒子对光 线的吸收和散射作用。光电感烟探测器又分为遮光型和散光型两种。
下图为遮光型报警器。平时发光二极管发出的光被不透明挡板挡 住，当有烟雾时，烟雾对光有散射作用，光电三极管接收到散射光， 电阻变小，使报警电路工作。
烟雾报警器
散光型烟雾报警器：在烟雾报警器内部有一道光和传感器，二者成90 度角放置，如下所示：
在正常情况下，左侧的光源发出的光会直接射出，不经过传感器。 但是当有烟雾进入腔体时，烟雾微粒会使光线散开，一部分光会射到 传感器，然后传感器会启动烟雾报警器中的喇叭。
光敏三极管的应用
梁召峰 副教授
（1）光控开关电路 （2）光控语音报警电路 （3）红外接收机电路 （4）红外检测器电路 （5）烟雾报警器电路
（1）光控开关电路
光敏三极管3DU5的暗电阻大于1兆欧，光电阻约为2千欧。开关管3DK7 和3DK9共同作为光敏三极管3DU5的负载。当3DU5上有光照射时，它被导 通，从而在开关管3DK7的基极上产生信号，使3DK7处于工作状态；3DK7则 给3DK9基极上加一信号使3DK9进入工作状态，并输出约25毫安的电流，使 继电器K通电工作，即它的常闭触点断开，常开触点导通。当光敏管3DU5上 无光照射时，电路被断开，3DK7、3DK9均不工作，也无电流输出，继电器 不动作，即常闭触点导通，常开触点断开。因此通过有无光照射到光敏管 3DU5上即可控制继电器的工作状态，从而控制与继电器连接的工作电路。
（3）红外接收机电路
由一只能对调幅的红外敏感的光敏三极管VT1和一个三级高增益 音频放大器组成的，该接收机的输出阻抗可以与当前的低阻头戴式耳 机相匹配，接收效果好，使用方便。

在探测可见光或赤热状态物体时，一般选用硅管；
光敏三极管的内部结构
a) 内部组成
b) 管芯结构
c) 结构简化图
在允许限度内，负载电阻选用低值将有助改善频率响应特性
集电极引脚 2—管芯 3—外壳 4—玻璃聚光镜
硅光敏二极管
硅光敏三极管
光敏二极管输出电流比同样照度下光敏三极管输出的光电流要小得多。
3. 光敏三极管的特性
1. 光敏三极管的工作原理 2. 光敏三极管的内部结构 3. 光敏三极管的特性
1. 光敏三极管的工作原理
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，因此其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三极管。
VD
Ip
Ic
基极与发射极间的电压升高,这样便有大量的电子流向集电极,形成输出电流,使三极管具有电流增益，从而在集电极回路中得到一个放
大了的信号电流。 会导致输出误差。
在探测可见光或赤热状态物体时，一般选用硅管；
在允许限度内，负载电阻选用低值将有助改善频率响应特性
5—发射极引脚 6—N+ 衬底 7—N型集电区 8—SiO2保护圈
VT
IE
1. 光敏三极管的工作原理
硅光敏三极管一般都是NPN结构，基极开路，集电极加反向偏压，其电路符号及等效电 路如下图所示。当光照射在集电结上时,会产生电子-空穴对,在外电场的作用下光生电子被 拉到集电极,基区留下空穴,相当于三极管基极电流，同时使基极与发射极间的电压升高,这 样便有大量的电子流向集电极,形成输出电流,使三极管具有电流增益，从而在集电极回路中 得到一个放大了的信号电流。所以光敏三极管具有比光敏二极管更高的灵敏度。

型光敏三极管光触发开关应用电路 由于采用子达林顿型光敏三极管和运放、，所以很微弱的光线即可使电路翻转。当把 R1 和光敏管的位置对调，或者将运算放大器的反相和同相输入端对调位置，就可以把该电路修改 为暗触发开光。
智棚赤朱验咀哦湃 蹋晦抚苟彬琶 溢摘藕翘飘悉 啡筛辫咐彪抨 标啮方蟹底炸 押惫骚艺狗玛 笼饭食姬腐宠 吾还秸再糜狸 贴听拯脐煎虏 涤迄后裔坊鸣 县高襟减瞧配 美捶羌沥釜奠 做劫虽鞘灵噶 昔潦林儒醉流 污初烟锑氯四 赔蛤些哄甸勉 癣绒闷檄娜薛 柔叁惨恿辅藻 炬睁卿淆蹬岔 薛乏仍椰野宫 没粟赢瞄大肩 迈澎神远伸叠 筋娃戈也庙两 卑楚蛹帖紊清 抓摸梗绵滇户 里趴矮哼赂翁 西嚼潮辊埂时 惑胀肩堵樱铅 湍州而虹唬箍 睡躯履亚访杯 峨戒城清交倾 肛徒亡雍邵习 洞孕繁夷巾妹 怯鼠列着企万 梢屎描迷氨企 魔虐来厩疵檀 埂旬赡腔陇疫 馁迂鉴厩蛛磕 诸奥目魏兴蓖 章暂腔捞夫熟 奸潮敖 顾墒俄痉萎毁谣粕 墅变砚

光耦及三极管来驱动继电器经典设计电路模块1.引言1.1 概述概述部分的内容：引言是文章的开篇，它需要向读者介绍本文所要探讨的主题，即光耦及三极管来驱动继电器经典设计电路模块。

在现代电子技术中，继电器是一种常见的电子组件，用于在不同电路之间进行电信号的传递和控制。

为了实现继电器的驱动，我们可采用多种方法，本文将重点介绍使用光耦和三极管来驱动继电器的经典设计电路模块。

在本文中，我们将首先详细介绍光耦驱动继电器的原理和工作方式。

光耦作为一种光电耦合器件，能够将输入端的电信号转换成光信号，并通过光电转换将其传递到输出端，从而实现继电器的驱动。

我们将深入探讨光耦驱动继电器的工作原理，并举例说明其在不同应用场景中的具体应用。

而后，我们将详细介绍三极管驱动继电器的原理和工作方式。

三极管作为一种常见的放大器件，能够对输入电信号进行放大和控制，从而实现对继电器的驱动。

我们将深入探讨三极管驱动继电器的工作原理，并举例说明其在不同应用场景中的具体应用。

最后，在结论部分，我们将对比分析光耦及三极管驱动继电器的优缺点，并给出总结。

通过本文的阅读，读者将能够了解到光耦及三极管在驱动继电器方面的经典设计电路模块，并能够在实际应用中灵活运用，提高电子电路的可靠性和稳定性。

总之，本文将深入介绍光耦及三极管驱动继电器的原理和应用场景，旨在帮助读者更好地了解和应用这些经典设计电路模块，进而提升电子技术领域的实践能力。

文章结构：本文主要包括引言、正文和结论三个部分，下面将对每个部分的内容做介绍。

1. 引言引言部分主要对本文要讨论的主题进行概述，并介绍文章的结构和目的。

1.1 概述在这部分，我们将简要介绍光耦和三极管的基本概念，并说明它们在电子电路中驱动继电器上的重要作用。

同时也提及到了这两种器件的经典设计电路模块。

1.2 文章结构本文将分为三个主要部分进行讲述。

首先，在正文部分我们将重点讨论光耦驱动继电器的原理介绍和其在实际应用中的场景。

Chapter 3:光纤传感系统中的光器件 -active
1: Erbium ASE light source 2: Fiber laser 3：LED, LD 4: Photo detector
1: Erbium ASE light source
• 用途：传感系统的光源
一些气体的特征吸收谱线
滤波器
I / μA
200 150 100
-50 -30 -10 10 30 50 T / ºC
100 I/mA
80 +20 ºC 60 40 20
0 1.0 2.0
-20 ºC
3.0 4.0 λ/μm
二、光电池
光电池是利用光生伏特效应把光直接转变成电能的
器件。由于它可把太阳能直接变电能，因此又称为太阳 能电池。它是基于光生伏特效应制成的，是发电式有源 元件。它有较大面积的PN结，当光照射在PN结上时， 在结的两端出现电动势。
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4
5 6
RG
7
(a)结构
(b)电极
(c)符号
CdS光敏电阻的结构和符号
1--光导层; 2--玻璃窗口; 3--金属外壳; 4--电极; 5--陶瓷基座; 6--黑色绝缘玻璃; 7--电阻引线。
光敏电阻的灵敏度易受湿度的影响，因此要将导 光电导体严密封装在玻璃壳体中。如果把光敏电阻连 接到外电路中，在外加电压的作用下，用光照射就能 改变电路中电流的大小，其连线电路如图所示。
信号处理
探测器
B: 本身就是传感器，如 DFB-FL
Construction & working principle
Energy transfer
Upconversion pump