光敏三极管的主要技术特性及参数
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光敏三极管基础知识一、光敏三极管简介光敏三极管(Phototransistor)和普通三极管相似,也有电流(Current)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(Temperature compensation)和附加控制等作用。
二、优越性当具有光敏特性的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。
三、光敏晶体管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。
光敏三极管用于测量光亮度,经常与发光二极管配合使用作为信号接收装置。
四、光敏三极管应用1.测量光亮度在教室图书馆,很多时候日光灯白天也亮着,在宿舍里面,日光灯经常是昼夜不息,同学们对这种浪费已经麻木不仁了。
有的同学早晨去教室,虽然教室很明亮但还要开灯,虽然一盏日光灯不会浪费多少资源,但积少成多,浪费就是很大了。
因此,我们可以在教室安装一个控制电路,当亮度达到一定程度的时候,使得教室里面和宿舍里面日光灯将无法启动。
我们可以利用光敏三极管附加电磁继电器来完成这个电路。
采光点的选取是一个关键,因为并不是每一个教室的明亮程度都是相同的,我们可以采用多点取样来达到这个要求。
例如在20个教室中都安放光敏三极管,我们可以设置,如果他们全部或者大部分亮度都很高,那么,日光灯就无法正常启动,达到节约能源的目的。
还有一种情况,就是如果有一天天空布满了乌云,亮度不够,那么日光灯可以开启了。
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。
光敏三极管的识别与检测展开全文光敏三极管是在光敏二极管的基础上产生的一种具有放大功能的光敏器件,在电路中多用VT 表示。
常见的光敏三极管的实物外形和电路符号如下图所示。
1.光敏三极管的分类与特点光敏三极管按构成可分为 NPN 型和 PNP 型两种,按放大能力光敏三极管可分为普通型和达林顿型两种。
光敏三极管的工作原理可等效为光敏二极管和普通三极管的组合,如下图所示。
如图中所示,b、c 极间的 PN 结就相当于一个光敏二极管,有光照时,光敏二极管导通,由其产生的导通电流I L 输入到三极管的b极,使三极管导通,它的c 极流过的电流就是c 极电流I c(βI L)。
由于光敏三极管的b极输入的是光信号,所以它的外部仅有c、e极两个引脚。
2.光敏三极管的主要参数(1)最高工作电压U ceo最高工作电压是指在无光照的状态下,c、e 极间漏电流未超过规定电流(0.5μA)时,光敏三极管所允许施加的最高工作电压,范围通常在10~50V。
下标中的“o”表示光敏三极管的 b 极开路。
(2)暗电流I D暗电流是指光敏三极管在无光照时c、e 极间的漏电流,一般小于1μA。
(3)光电流βI L光电流是指在有光照时光敏三极管的 c 极电流,一般为几毫安。
(4)最大允许功耗P cm最大允许功耗是指光敏三极管在不损坏的前提下所能承受的最大功耗。
3.光敏三极管的检测(1)光敏三极管引脚的识别普通光敏三极管靠近管键(外壳上突出部位)的引脚或者比较长的引脚为e 极,达林顿型光敏三极管靠近外壳平口的引脚是 c 极。
(2)光敏三极管暗电阻的检测首先,用黑胶布或黑纸片将光敏三极管的受光窗口包住,再将万用表置于“R×1k”挡,测c、e 极间的正、反向电阻,阻值都应为无穷大。
若有阻值,说明其漏电;若阻值为 0,说明其已击穿。
(3)光敏三极管亮电阻的检测首先,让光线照到光敏三极管的受光窗口上,再将万用表置于“R×1k”挡,用黑表笔接c 极,红表笔接e极,测c、e 极间的正、反向电阻,阻值应为10~30kΩ。
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(光电三极管)基础知识什么叫光敏三极管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,也叫光电三极管,英文名是Photo Transister。
光敏三极管的原理及作用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1所示。
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。
图1 光敏三极管的等效电路光敏三极管的结构及外形最普遍的外形如图2 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2 光敏三极管的外形光敏三极管的种类由外观上如图2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。
光敏三极管的选用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。
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。
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