光敏二极管和光敏三极管简介及应用

光敏三极管
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光敏三极管简介
▪ 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。
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。
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▪ 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。
放大率被放大，其结果流至外部导线 效电路
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。
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光电三极管特性曲线：
照度特性曲线
波长特性
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▪ 发射区和基区之间的PN结叫发射ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，集电区和基

光敏传感器的原理及应用概述光敏传感器是一种能够感知、测量光线强度的设备，通过光敏元件将光信号转化为电信号，从而实现对光的检测和测量。

本文将介绍光敏传感器的原理、分类以及其在不同领域的应用。

光敏传感器的原理光敏传感器的原理是基于光敏效应，即某些材料在受到光照射时会产生电信号。

以下是常见的光敏传感器原理：1.光电效应：基于光子将电子从固体材料中解离出来的现象。

光电效应包括外光电效应和内光电效应两种形式，分别应用于光电导、光电二极管等光敏传感器中。

2.光致电导效应：当光照射到某些半导体材料中时，会产生电导率变化。

此原理常应用于光致电导传感器中。

3.光敏材料的电阻变化：某些光敏材料在受到光照射时，其电阻值会发生变化。

基于该原理的光敏传感器常被用于光敏电阻或光敏电阻器件。

4.光伏效应：某些半导体材料在光照射下会产生电压或电流变化。

光伏效应广泛应用于太阳能电池等光伏元件。

光敏传感器的分类根据不同的原理和应用，光敏传感器可以分为以下几类：1.光敏电阻（Photoresistor）：光照射导致电阻值变化，常用于光控开关、光敏灯等设备。

2.光敏二极管（Photodiode）：光照射产生电流，用于光通信、遥控等应用。

3.光敏三极管（Phototransistor）：光照射产生电流放大效应，常用于光电传感器、光电开关等设备。

4.光敏电容（Photo Capacitor）：光照射改变电容值，常用于光敏触摸屏、光敏开关等。

5.光敏电阻器（Photoconductive Cell）：光照射降低电阻值，常用于曝光控制、自动调光等应用。

6.光敏四极管（Photo Quad）：光照射引发正向信号，常用于光电传感器、图像捕捉等。

光敏传感器的应用领域光敏传感器广泛应用于以下领域：自动化控制•工业自动化：用于光电开关、光电传感器等设备，实现对物体的检测、计数、位置判断等。

•家居自动化：用于照明控制、智能窗帘、安防系统等，实现对环境的感知和控制。

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。

光敏三极管的光谱特性
2）光敏三极管的伏安特性 光敏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， 就可将光敏三极管看作一般的晶体管。 光敏三极管能把光信号变成电信号， 而且输出的电信号较大。
光敏三极管的符号
光敏三极管
1）光敏三极管的光谱特性
从曲线可以看出，光敏三极管存在一个 最佳灵敏度的峰值波长。硅的峰值波长 为9000埃，锗的峰值波长为15000埃。 由于锗管的暗电流比硅管大，因此锗管 的性能较差。故在可见光或探测炽热状 态物体时，一般都选用硅管；但对红外 线进行探测时，则采用锗管较合适。
光敏三极管的伏安特性
3）光敏三极管的光照特性
给出了光敏三极管的输出电流和照 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（几千勒克斯） 时，会出现饱和现象，从而使光敏三极 管既可作线性转换元件，也可作开关元 件。
光敏三板管的光照特性
4）光敏三极管的温度Байду номын сангаас性 它反映的是光敏三极管的暗电流及光电流与温度的关系。
光敏二极管工作原理： 光敏二极管由于工作在反向状态，无光照时，少数载流子产生暗电流10-8～10-9安培，处于截 止状态。 有光照时，半导体内受激发产生电子—空穴对，少数载流子浓度大大增加，在反向电压的作用 下，形成光电流，处于导通状态。
光敏二极管的符号和接线
光敏三极管工作原理：
无光照时，集电结反偏，其反向饱和电流Icbo经发射结放大为集射之间的穿透电流Iceo——暗电流。 有光照时：集电结附近基区受光照产生激发，增加的少数载流子的浓度，使得集电结反向饱和电流 (集电结光电流)大大增加。经发射结放大为集射之间光电流，即光敏三极管的光电流。