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光电传感器设计报告1. 引言随着科技的不断发展，光电传感器在各个领域中得到了广泛的应用。
光电传感器通过感知光的传播与变化，将光信号转化为电信号，从而实现对光的监测和控制。
本报告旨在设计一种高灵敏度的光电传感器，以满足特定应用对于光探测的需求。
2. 设计目标本光电传感器的设计目标如下：1. 高灵敏度：能够精确感知光的强度变化；2. 高精度：能够精确测量光的强度值；3. 宽波长范围：能够感知不同波长范围内的光信号；4. 快速响应：能够快速响应光的变化，并做出相应的操作。
3. 设计原理光电传感器的设计原理如下：1. 光敏元件：选择适当的光敏元件，如光电二极管、光敏三极管或光敏电阻等，根据应用需求选择合适的光敏元件。
2. 光电转换电路：将光信号转换为电信号的电路，如放大电路、滤波电路等，以提高信号的灵敏度和准确性。
3. 整流电路：将交流光信号转化为直流信号，以方便后续的处理和控制。
4. 控制电路：根据传感器的输出信号，进行相应的控制操作，如触发报警、自动调节光源亮度等。
4. 设计步骤本光电传感器的设计步骤如下：1. 选择合适的光敏元件：根据应用的需求和光信号的特性，选择适当的光敏元件。
2. 设计光电转换电路：根据光敏元件的特性和应用需求，设计合适的电路以提高信号的灵敏度和准确性。
3. 设计整流电路：选择合适的整流电路，将交流光信号转化为直流信号。
4. 设计控制电路：根据传感器的输出信号，设计相应的控制电路，实现需要的功能和操作。
5. 调试与优化完成光电传感器的设计后，需要进行调试与优化，以确保其能够正常工作并满足设计目标。
调试与优化的步骤如下：1. 进行电路的连线和焊接：按照设计图进行电路的连线和焊接，注意检查焊接点的质量和连接的牢固性。
2. 进行电路的供电和测试：给电路供电，测试电路的工作情况和输出信号。
根据测试结果，进行必要的调整和优化。
3. 优化电路参数：根据测试结果，对电路的参数进行微调，以提高光电传感器的性能和可靠性。
光电传感器实验报告（文档4篇）以下是网友分享的关于光电传感器实验报告的资料4篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。
光电传感器实验报告第一篇实验报告2――光电传感器测距功能测试1．实验目的：了解光电传感器测距的特性曲线；掌握LEGO基本模型的搭建；熟练掌握ROBOLAB软件；2．实验要求：能够用LEGO积木搭建小车模式，并在车头安置光电传感器。
能在光电传感器紧贴红板，以垂直红板的方向作匀速直线倒车运动过程中进行光强值采集，绘制出时间－光强曲线，然后推导出位移－光强曲线及方程。
3．程序设计：编写程序流程图并写出程序，如下所示：ROBOLAB程序设计：4．实验步骤：1) 搭建小车模型，参考附录步骤或自行设计（创新可加分）。
2) 用ROBOLAB编写上述程序。
3) 将小车与电脑用USB数据线连接，并打开NXT的电源。
点击ROBOLAB 的RUN按钮，传送程序。
4) 取一红颜色的纸板（或其他红板）竖直摆放，并在桌面平面与纸板垂直方向放置直尺，用于记录小车行走的位移。
5) 将小车的光电传感器紧贴红板放置，用电脑或NXT的红色按钮启动小车，进行光强信号的采样。
从直尺上读取小车的位移。
6) 待小车发出音乐后，点击ROBOLAB的数据采集按钮，进行数据采集，将数据放入红色容器。
共进行四次数据采集。
7) 点击ROBOLAB的计算按钮，分别对四次采集的数据进行同时显示、平均线及拟和线处理。
8) 利用数据处理结果及图表，得出时间同光强的对应关系。
再利用小车位移同时间的关系（近似为匀速直线运动），推导出小车位移同光强的关系表达式。
5．调试与分析a) 采样次数设为24，采样间隔为0.05s，共运行1.2s。
采得数据如下所示。
b) 在ROBOLAB的数据计算工具中得到平均后的光电传感器特性曲线，如图所示：c) 对上述平均值曲线进行线性拟合，得到的光强与时间的线性拟合函数：d) 取四次实验小车位移的平均值，根据时间与光强的拟合函数求取距离与光强的拟合函数：由上图可得光强与时间的关系为：y=-25.261858×t+56.524457 ; 量取位移为4.5cm，用时1.2s，得：x=3.75×t ;光强与位移的关系为：y= -6.73649547×x+56.524457 ;e) 通过观测上图及导出的光强位移函数可知，光电传感器在短距离里内对位移信号有着良好的线性关系，可以利用光强值进行位移控制。
光电传感器原理及应用的探讨论文摘要在科学技术高度发展的现代社会中，我们主要依靠检测技术获取、筛选和传输信息来实现自动控制。
光电传感器本身具有反应快、精度高、可靠性高等优点，而且其在测量速度方面较快，所以在自动测量领域中得到了广泛的应用。
本文主要针对光电传感器的原理以及其应用等相关问题进行简要探讨。
关键词光电效应；外光电效应；内光电效应；光电子在社会和经济快速发展的背景下，信息技术获得了广泛的应用，并在现代社会中发挥着重要的作用。
很多人在得到资料后通过一系列科学的分析，加工，处理，才能正确认识和把握规律，促进科技工艺的发展。
通过对信息的自动采集和过滤，获取有效的控制信息，可以提升企业的竞争力。
光电子和微电子技术的有效结合，形成了新的光电传感信息技术，这一技术的应用，使精度更高，响应速度更快，是具有高可靠性和高精确度的光电传感器，并且能对表格进行更灵活的测量，在自动检测技术当中得到了非常广泛的应用。
光电传感器的应用可以实现对光学部件的有效检测。
1 光电效应理论基础光电效应分为外部和内部光电效应光电效应。
外部光电效应指的是表面电子的某些对象的光照射发生逃逸的现象，也称为电光效应以外光电子效应。
基于在光电元件上具有光电管，光电倍增管等光学效应的外部光电效应是指光对下一个对象造成影响时，原子的内部电子被释放，但这些电子不会发生表面的逃逸现象，而是仍保持在所述主体的内部，从而使所述被摄体的变化的电阻率或产生电动势。
主要包括光敏电阻器，光电二极管，光电池等光电元件。
在光电材料的光，电子材料吸收能量，如果电子的表面能吸收足够的，电子将克服逃逸的束缚到空间，这是光电效应以外的外表面。
因此，如果光电子逃逸面中，w不同的材料具有不同的功函数，入射光具有一定的频率限制，并且仅当入射光的频率大于该频率的限制，将已光电子，否则力度不大，也不会有光电子，这个频率所具有的上限我们一般把它称为“红色极限”。
而光在电效应当中，价带与正常情况下的那些半导体材料之间所具有的带隙能量间隔在导带之间，价带电子不会自发如果通过转换到导带，使得导电半导体材料少得多的导电，但是，以某种方式与价带电子提供能量，它可以被激发到导带，形成一个载体，增加的方式的导电性时，光对于入射光的能量的激励。
传感器原理及工程应用课程论文题目：光电传感器的应用学院：XXXXXXXXX学院专业：电子信息科学与技术学号：XXXXXXX：XXX成绩：光电传感器的应用XXXXXXXXXXXXXXX电子系摘要：与传统传感器相比，光电传感器利用光电原件作为检测元件，具有非接触、反应快、可测参数多、精度高、结构简单等优点，而在相关行业、领域中得到了广泛应用，随着现代电子技术的研究不断深入，新型光电传感器在性能、质量价格等方面更具有优势，本文仅就光电传感器原理，其类别与其发展等问题做探讨。
关键词：光电传感器原理分类应用与发展0引言新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。
在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。
如今，传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。
可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。
1光电传感器的原理光电传感器是指能够将可见光转换成某种电量的传感器。
光电传感器的物理基础是光电效应，即光敏材料的电学特性因受到光的照射而发生变化。
光敏二极管是最常见的光传感器。
光敏二极管的外型与一般二极管一样，只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口，以便于光线射入，为增加受光面积，PN结的面积做得较大，光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下，并与负载电阻相串联，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小〔＜µA〕，称为光敏二极管的暗电流；当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电载流子。
在外电场的作用下，光电载流子参于导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。
光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。
光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能。
一、实验目的1. 了解光电传感器的原理和结构；2. 掌握光电传感器的应用领域；3. 通过实验验证光电传感器的性能；4. 学习光电传感器在实际工程中的应用。
二、实验原理光电传感器是利用光电效应将光信号转换为电信号的传感器。
其基本原理是：当光照射到半导体材料上时，会激发出电子，从而产生光电流。
光电流的大小与光照强度成正比，即光照越强，光电流越大。
三、实验仪器1. 光电传感器；2. 光源；3. 指示仪表；4. 实验电路板；5. 连接线；6. 电源。
四、实验内容1. 光电传感器的基本特性测试；2. 光电传感器在不同光照条件下的响应特性测试；3. 光电传感器在不同距离下的响应特性测试；4. 光电传感器在实际工程中的应用。
五、实验步骤1. 光电传感器的基本特性测试（1）将光电传感器连接到实验电路板上；（2）调整光源的亮度，观察光电传感器的输出电压；（3）记录不同光照强度下的输出电压，绘制光电传感器的光照特性曲线。
2. 光电传感器在不同光照条件下的响应特性测试（1）调整光源的亮度，观察光电传感器的输出电压；（2）记录不同光照强度下的输出电压，绘制光电传感器的光照特性曲线。
3. 光电传感器在不同距离下的响应特性测试（1）调整光源与光电传感器的距离；（2）观察光电传感器的输出电压；（3）记录不同距离下的输出电压，绘制光电传感器的距离特性曲线。
4. 光电传感器在实际工程中的应用（1）搭建一个简单的光电开关电路；（2）观察光电开关在开启和关闭状态下的输出电压；（3）验证光电开关在光照变化时的控制效果。
六、实验结果与分析1. 光电传感器的基本特性测试实验结果表明，光电传感器的光照特性曲线呈非线性关系。
当光照强度增加时，输出电压也随之增加，但曲线并不是严格的线性关系。
2. 光电传感器在不同光照条件下的响应特性测试实验结果表明，随着光照强度的增加，光电传感器的输出电压也随之增加。
在实验条件下，当光照强度达到一定值时，输出电压趋于稳定。
光电传感器调研报告一、引言随着科技的快速发展，光电传感器作为一种重要的传感器类型，广泛应用于各种领域，如工业自动化、医疗设备、汽车电子等。
光电传感器的主要功能是利用光信号的转换来检测物体，具有非接触、高精度、高速度等优点。
本文将对光电传感器进行深入调研，并就其应用领域、市场现状、发展趋势等方面进行详细分析。
二、光电传感器概述光电传感器是一种将光信号转换为电信号的装置，其基本原理是利用光电效应。
光电效应是指光照射在物质表面上，使得物质表面的电子获得足够的能量而离开物体表面，形成电流。
光电传感器根据光照射在物体表面所引起的变化，如光强、光波长、光偏振等，来实现对物体状态的检测。
三、光电传感器应用领域1、工业自动化：在工业自动化领域，光电传感器被广泛应用于生产线上的物品检测、计数、定位等环节。
例如，在电子制造中，可以利用光电传感器对芯片焊接的质量进行检测。
光电传感器还在机器人视觉系统中发挥着重要作用，帮助机器人实现自主导航和操作。
2、医疗设备：光电传感器在医疗设备领域也有着广泛的应用，如医学影像设备、血糖检测仪等。
在医学影像设备中，光电传感器可以用于对X光、CT等图像的获取和解析。
在血糖检测仪中，光电传感器则可以用于对血液中糖分含量的精确检测。
3、汽车电子：随着汽车科技的发展，光电传感器在汽车电子领域的应用也越来越广泛。
例如，在自动驾驶系统中，光电传感器可以用于对车辆周围环境的实时监测和解析。
在汽车照明系统中，光电传感器也可以用于对灯光亮度和色温的精确控制。
四、光电传感器市场现状及发展趋势1、市场现状：目前，全球光电传感器市场已经形成了以欧美、日本等发达国家为主导的竞争格局。
这些国家的企业在技术研发、品牌渠道等方面具有较大优势。
同时，随着国内制造业的快速发展，国内市场对光电传感器的需求也在不断增长。
2、发展趋势：未来，随着技术的进步和应用领域的拓展，光电传感器市场将呈现以下发展趋势：（1）高精度、高速度：随着工业自动化、医疗设备等领域的发展，对光电传感器的精度和速度要求越来越高。
光电传感器调研报告摘要：光电传感器是一种广泛应用于工业自动化、智能家居、安防监控等领域的重要传感器技术。
本文通过对光电传感器的调研，介绍了光电传感器的基本原理、分类、应用领域以及市场前景等内容。
通过对相关文献和资料的整理分析，总结出光电传感器的优势和局限性，并展望了未来光电传感器技术发展的趋势和挑战。
一、引言光电传感器作为一种重要的传感器技术，让计算机能够通过感知光线来感知并控制周围环境。
在工业自动化、智能家居、安防监控等领域，光电传感器的应用正在逐渐增多。
本文通过对光电传感器的调研，旨在深入了解光电传感器的基本原理、分类、应用领域以及市场前景等方面的内容。
二、光电传感器的基本原理光电传感器的基本原理是利用光电效应将光信号转化为电信号。
光电效应是指光的电离、光电发射、光电效应等现象。
常见的光电传感器有光敏电阻、光电二极管和光电三极管等。
通过光电传感器获得的电信号可以被计算机等设备进行数字信号处理，实现对光信号的感知和控制。
三、光电传感器的分类根据应用场景和实际需求的不同，光电传感器可以分为多种类型。
常见的分类包括：光电开关、光电对射、光电对反、光电增量型和线型光电传感器等。
不同类型的光电传感器具有不同的工作原理和特点，满足了不同应用场景下的需求。
四、光电传感器的应用领域光电传感器的应用领域非常广泛。
在工业自动化领域，光电传感器可以用于检测和判断物体的位置、形状和颜色，实现无接触的自动化生产。
在智能家居领域，光电传感器可以感知室内环境的光线强度，并根据预设的自动控制策略来调节照明亮度和窗帘开合。
在安防监控领域，光电传感器可以用于监测变化的光线强度，及时发现异常行为并报警。
此外，光电传感器还可以应用于医疗器械、智能交通等领域。
五、光电传感器的市场前景随着工业自动化和智能化的快速发展，光电传感器作为重要的传感器技术，具有广阔的市场前景。
特别是在智能家居和安防监控领域，光电传感器的需求将进一步增加。
据市场研究机构预测，光电传感器市场规模将持续增长，并估计到2025年将达到数十亿美元的规模。
一、实验目的1. 了解光电传感器的原理、结构及工作特性。
2. 掌握光电传感器在工业自动化中的应用及实际操作方法。
3. 通过实验，验证光电传感器在不同环境下的性能和稳定性。
二、实验原理光电传感器是一种将光信号转换为电信号的装置，广泛应用于工业自动化、智能交通、生物医学等领域。
其基本原理是利用光电效应，当光照射到光电材料上时，会产生光电子，从而产生电流。
光电传感器的类型包括光电二极管、光电三极管、光敏电阻等。
三、实验设备1. 光电传感器：光电二极管、光电三极管、光敏电阻2. 稳压电源3. 示波器4. 信号发生器5. 电阻箱6. 导线7. 灯具四、实验内容及步骤1. 光电二极管特性实验(1) 将光电二极管接入电路，调节稳压电源输出电压为1V。
(2) 使用示波器观察光电二极管在不同光照强度下的输出电流。
(3) 记录不同光照强度下的输出电流值，绘制光电二极管的光电流-光照强度曲线。
2. 光电三极管特性实验(1) 将光电三极管接入电路，调节稳压电源输出电压为5V。
(2) 使用示波器观察光电三极管在不同光照强度下的输出电流。
(3) 记录不同光照强度下的输出电流值，绘制光电三极管的光电流-光照强度曲线。
3. 光敏电阻特性实验(1) 将光敏电阻接入电路，调节稳压电源输出电压为5V。
(2) 使用示波器观察光敏电阻在不同光照强度下的输出电压。
(3) 记录不同光照强度下的输出电压值，绘制光敏电阻的电压-光照强度曲线。
4. 光电传感器应用实验(1) 利用光电传感器设计一个简单的自动门控制系统。
(2) 将光电传感器安装在门框上，当有人经过时，光电传感器检测到光照强度的变化，从而触发门的开闭。
五、实验结果与分析1. 光电二极管的光电流-光照强度曲线呈线性关系，说明光电二极管具有良好的线性特性。
2. 光电三极管的光电流-光照强度曲线也呈线性关系，且灵敏度高于光电二极管。
3. 光敏电阻的电压-光照强度曲线呈非线性关系，但在一定光照范围内，其灵敏度较高。
题目：光电传感器：光电传感器在科学技术高速发展的现代社会中，人类已经入瞬息万变的信息时代，人们在日常生活，生产过程中，主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输，来实现制动控制，自动调节，目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。
由于微电子技术，光电半导体技术，光导纤维技术以及光栅技术的发展，使得光电传感器的应用与日俱增。
这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点，在自动检测技术中得到了广泛应用，它一种是以光电效应为理论基础，由光电材料构成的器件。
一、理论基础——光电效应光电效应一般有外光电效应、光导效应、光生伏特效应。
光照在照在光电材料上，材料表面的电子吸收的能量，若电子吸收的能量足够大是，电子会克服束缚脱离材料表面而进入外界空间，从而改变光电子材料的导电性，这种现象成为外光电效应根据爱因斯坦的光电子效应，光子是运动着的粒子流，每种光子的能量为hv(v为光波频率，h为普朗克常数，h＝6.63*10-34 J/HZ)，由此可见不同频率的光子具有不同的能量，光波频率越高，光子能量越大。
假设光子的全部能量交给光子，电子能量将会增加，增加的能量一部分用于克服正离子的束缚，另一部分转换成电子能量。
根据能量守恒定律：式中，m为电子质量,v为电子逸出的初速度,A微电子所做的功。
由上式可知，要使光电子逸出阴极表面的必要条件是h>A。
由于不同材料具有不同的逸出功，因此对每一种阴极材料，入射光都有一个确定的频率限，当入射光的频率低于此频率限时，不论光强多大，都不会产生光电子发射，此频率限称为“红限”。
相应的波长λx式中，c为光速，A为逸出功。
二、光电元件及特性根据外光电元件制造的光电元件有光电子，充气光电管和光电倍曾管。
1.光电管光电管的种类繁多，典型的产品有真空光电管和充气光电管，光它的外形和结构如图1所示，半圆筒形金属片制成的阴极K和位于阴极轴心的金属丝制成的阳极A封装在抽成真空的玻壳内，当入射光照射在阴极上时，单个光子就把它的全部能量传递给阴极材料中的一个自由电子，从而使自由电子的能量增加h。
寻迹智能车系统中光电传感器的应用摘要在寻迹智能车系统中,光电传感器的选用十分重要,特别是要求能够在高速运行条件下达到稳定状态的系统中,其重要性更为突出。
经过反复实验验证,在系统达到稳定的前提下,一般的光敏三极管,如国产3DU系列,对路面反射光信号的检测距离在15cm左右。
激光传感器对路面反射光信号的检测距离可以达到90cm。
关键词光电传感器;检测距离;前瞻性;寻迹智能车在自动寻迹智能车系统中,光电传感器的选用是一个至关重要的问题。
现在有很多智能车竞赛都是要求能够完成自动寻迹,如:“飞思卡”杯智能车比赛、瑞萨车模比赛和2003年全国大学生电子设计竞赛“简易智能电动车”等。
自动寻迹主要是要求系统能够辨别出路面的差异,一般是对黑色和白色进行辨别。
由于不同颜色的反射率不同,产生强度不同的光信号。
采用相应的光电传感器就可以对信号做出正确的判断。
本文主要讨论三种不同特性的光电传感器对智能车系统的影响,以及它们的优缺点。
1系统概述寻迹智能车主要包括:光电传感器,用于检测路面信息,将光信号转化为电信号;单片机,单片机的选择范围比较广泛,但也有一些比赛中指定了具体的型号。
其主要作用是对光电传感器采集的信号进行判断处理,控制整个系统的运行;车模,主要包括驱动电机、转向舵机;电源模块提供光电传感器、单片机和电机的电源。
整个系统的工作原理为:光电传感器能够检测到路面反射光信号的强弱。
因为寻迹智能车路面一般采用白色为背景,上面铺有黑色的条带。
采用数量合适的光电传感器就可以检测出路面各个位置的光信号强度,并将其转化为相应的电信号。
将光电传感器输出的电信号送入单片机进行处理,判断出当前车模的位置信息,进而单片机发出控制信号控制驱动电机以及舵机做出相应的动作使车模沿着黑色条带运行。
由此可见,光电传感器就是智能车的“眼睛”。
2几种光电传感器的工作原理与调试结果2.1发射—接收一体器件,光耦合器这种光电传感器的型号有很多,如ST188、TCRT5000等。
光电传感器实验研究摘要：随着科技的发展，人类越来越注重信息和自动化，在日常的生产学习过程中，人们常常要进行自动筛选、自动传送，而为了实现这些，光电传感发挥了不可磨灭的作用。
光敏传感器的物理基础是光电效应，即光敏材料的电学特性因受到光的照射而发生变化。
关键词：光电效应、光电传感器、光敏材料 一、 理论基础——光电效应光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类。
外光电效应是指在光照射下，电子逸出物体表面的外发射的现象，也称光电发射效应，基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。
内光电效应是指入射的光强改变物质导电率的物理现象，称为光电导效应，大多数光电控制应用的传感器，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等都属于内光电效应类传感器。
1.外光电效应光照在照在光电材料上，材料表面的电子吸收的能量，若电子吸收的能量足够大，电子会克服束缚逸出表面，从而改变光电子材料的导电性，这种现象成为外光电效应。
根据爱因斯坦的光电子效应，光子是运动着的粒子流，每种光子的能量为hv(v 为光波频率，h 为普朗克常数)，由此可见不同频率的光子具有不同的能量，光波频率越高，光子能量越大。
假设光子的全部能量交给光子，电子能量将会增加，增加的能量一部分用于克服正离子的束缚，另一部分转换成电子能量。
根据能量守恒定律：式中，m 为电子质量,v 为电子逸出的初速度,w 为逸出功。
由上式可知，要使光电子逸出阴极表面的必要条件是hv>w 。
由于不同材料具有不同的逸出功，因此对每一种阴极材料，入射光都有一个确定的频率限，当入射光的频率低于此频率限时，不论光强多大，都不会产生光电子发射，此频率限称为“红限”。
相应的波长为 式中，c 为光速，w 为逸出功。
2.内光电效应当光照射到半导体表面时,由于半导体中的电子吸收了光子的能量,使电子从半导体表面逸出至周围空间的现象叫外光电效应。
利用这种现象可以制成阴极射线管、光电倍增管和摄像管的光阴极等。
半导体材料的价带与导带间有一个带隙,其能量间隔为Eg 。
一般情况下,价带中的电子不会自发地跃迁到导带,所以半导体whv -=2mv 21whc K =λ材料的导电性远不如导体。
但如果通过某种方式给价带中的电子提供能量,就可以将其激发到导带中,形成载流子,增加导电性。
光照就是一种激励方式。
当入射光的能量hν≥Eg （ Eg 为带隙间隔)时,价带中的电子就会吸收光子的能量,跃迁到导带,而在价带中留下一个空穴,形成一对可以导电的电子——空穴对。
这里的电子并未逸出形成光电子,但显然存在着由于光照而产生的电效应。
因此,这种光电效应就是一种内光电效应。
从理论和实验结果分析,要使价带中的电子跃迁到导带,也存在一个入射光的极限能量,即Eλ=hν0=Eg,其中ν0是低频限(即极限频率ν0=Egh)。
这个关系也可以用长波限表示,即λ0=hcEg 。
入射光的频率大于ν0或波长小于λ0时,才会发生电子的带间跃迁。
当入射光能量较小,不能使电子由价带跃迁到导带时,有可能使电子吸收光能后,在一个能带内的亚能级结构间(即图1中每个能带的细线间)跃迁。
二、光电器件及其特性1.光敏电阻1)光敏电阻又称光导管，常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。
这些制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。
这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。
2)光敏电阻的伏安特性测量图1 光敏电阻伏安特性测试电路（1）按原理图1连接好实验线路，将光源用的标准钨丝灯和光敏电阻板置测试架中，电阻盒以及转接盒插在九孔板中，电源由DH -VC3直流恒压源提供。
（2）通过改变光源电压或调节光源到光敏电阻之间的距离以提供一定的光强，每次在一定的光照条件下，测出加在光敏电阻上电压U 为+2V 、+ 4V 、+6V 、+8V 、+10V 时5个光电流数据，即Ω=K U I Rph 00.1,同时算出此时光敏电阻的阻值ph Rp I U U R -=。
以后逐步调大相对光强重复上述实验，进行5～6次不同光强实验数据测量。
（3）根据实验数据画出光敏电阻的一组伏安特性曲线。
光敏电阻伏安特性曲线12345246810U(V)I (m A )由图可知，在一定光强下，光敏电阻的光电流与光电压成线性关系，随电压的增大二增大，并且，光强越大，其增长越快。
2、光敏二极管1）光敏二极管也叫光电二极管。
光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的,其管芯是一个具有光敏特征的PN 结，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。
无光照时,有很小的饱和反向漏电流,即暗电流，此时光敏二极管截止。
当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加，形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。
当光线照射PN 结时，可以使PN 结中产生电子一空穴对，使少数载流子的密度增加。
这些载流子在反向电压下漂移，使反向电流增加。
因此可以利用光照强弱来改变电路中的电流。
2）光敏二极管的伏安特性测量图2 光敏二极管特性测试电路（1）按原理图2接好实验线路，将光电二极管板置测试架中、电阻盒置于九孔插板中，电源由DH -VC3直流恒压源提供，光源电压0～12V （可调）。
（2）先将可调光源调至相对光强为“弱光”位置，每次在一定的照度下，测出加在光敏二极管上的反偏电压与产生的光电流的关系数据，其中光电流：Ω=K U I Rph 00.1(l.00KΩ为取样电阻R ），以后逐步调大相对光强（5～6次），重复上述实验。
（3）根据实验数据画出光敏二极管的一组伏安特性曲线。
16.2109.4380.8931.71883.82 0.009 0.027 0.058 0.102 0.161 4 0.009 0.028 0.059 0.104 0.165 6 0.009 0.029 0.060 0.107 0.170 8 0.009 0.030 0.061 0.110 0.174 10 0.009 1.031 0.062 0.113 0.179 120.0091.0320.0630.1170.183光 强 （lx)U R (V) U(V)光敏二极管伏安特性曲线0.050.10.150.224681012U(V)I (m A 016.2Lx 109.4Lx 380.8Lx 931.7Lx 1883.8Lx由图可知，光电二极管的在一定光强下，其光电流保持一定值，并不随光电压得增大而增大。
3.光敏三极管1）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。
2）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DH -VC3直流恒压源提供，光源电压0～12V （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压U CE 与产生的光电流I C 的关系数据。
其中光电流Ω=K U I RC 00.1(l.00KΩ为取样电阻R ）。
（3）根据实验数据画出光敏三极管的一组伏安特性曲线。
光敏三极管伏安特性曲线2468101224681012U(V)I (m A )由图可知，在较弱光强下，光明三极管的光电流并不随光电压变化，随着光强的增大，其光电流在一定范围内随着电压的增大二增大，而后保持一定值不变。
4.硅光电池1）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。
2）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Ω=00.10RS U I （取样电阻R 为10.00Ω），以后逐步调大相对光强（5～6次），重复上述实验。
（3）根据实验数据画出硅光电池的光照特性曲线。
光强566.1LxR(Ω) 47 141 470 1000 U SC (V) 0.173 0.136 0.103 0.052 U R (V)0.0240.1070.4300.913硅光电池伏安特性曲线0.20.40.60.810.0520.1030.1360.173U(V)I (m a )566.1由图可知，在光强一定时，硅光电池的光电流随着光电压的增大先保持不变，后逐渐减小，且减小速度越来越快。
二、 光电传感器的应用光敏电阻可用于进行光的测量和光的控制，测量方面主要是用于测量光强，控制方面最常见的就是路灯控制和楼道感应灯的控制，在电路接通的状态下，路灯会随着周围光强的变化而变化，楼道中的灯白天不亮晚上亮也利用了光敏电阻的对光的感应特点。
光敏电阻还被应用于海上导航，通常海上的浮标用的就是光敏电阻作为航道灯的开关，到晚上光敏电阻阻值变小，接通控制电路，将灯打开；白天光敏电阻增大将控制电路断开，关掉电灯。
光敏管大体有开关作用，环境光检测作用，各种光线接收作用。
在太阳能自动跟踪控制中，做光电检测用，接受太阳光，校正方位。
光敏二级管被应用于收音机、电视、电脑等设备中，比如用LED发光二极光替代液晶显示器背后的光源，能达到节能且稳定的作用。
光敏三极管可用来控制开关的状态，其主要原因是三极管对光照强度十分敏感，可以根据根据光照强弱来控制电流大小，从而在继电器的配合下控制开关的通断状态，实现自动化控制。
由于光敏管对光的敏感性很高，还可用于测量温度，因为不同温度的物体辐射的光不同，以此可以间接测量温度。
此外，光敏三极管还可用于传输信号，如光藕合器，光耦合器亦称光电隔离器，简称光耦，光耦合器以光为媒介传输电信号，它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。
另外，红光光敏管可用于测量红外线，这一点可用来做夜视仪硅光电池在日常生活中也是十分常见的，因为它能将光能转变为电能，像一些太阳能发电板和太阳能电池中就有硅光电池，被广泛用于卫星、太阳能发电、太阳能热水器以及手机等。
