防盗报警电路原理及设计

防盗报警电路的设计

主要内容：

利用2CU型光敏二极管等电子器件，设计光控电路，驱动电路等，并对电路进行仿真。抽屉防盗报警电路

基本要求：

1、夜晚小俞打开抽屉时发出响亮的呜－呜－声，

2、根据光敏二极的特性给出功能框图，并设计光控电路各驱动电路，

3、主部要有详细的电路设计说明，

4、对电路进行仿真研究，

5、完成课程设计总结报告。

第1章概述

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。但是它与普通二极管不同的是，它是工作在反向电压下的。光敏二极管的管芯没有光照时，反向电流只有0.1A左右，称为暗电流;受到光线照射时，由于光激发，它们在反向电压作用下，形成较大的反向电流，称之为光电流。光的强度越大，产生的光电流也越大，当在外电路接上负载时，光电流就在负载上产生电压降，光信号就转换成电信号了。常见的有2CU、2DU等系列。

1.1课题作用以及使用价值

近年来，随着改革开放的深入发展，电子电器的飞速发展.人民的生活水平有了很大提高。各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也是越来越多。这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强.造成偷盗现象屡见不鲜。因此，越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。报警器这时正为人们解决了不少问题.但是市场上的报警器大部分都是用于一些大公司财政机构。价格高昂,一般人们难以接受。如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。

1.2光敏二极管光电检测的发展前景

随着现代科学技术以及复杂的自动控制系统和信息处理理论和技术的提高，光电信号变换与检测技术的不断涌现，综合性的自动化、智能化的光电系统得到

进一步发展，形成了包括光学、精密机械、电子学和计算机科学的高度知识集中的新学科—光学精密机械电子学。这种跨学科的边缘技术就是光电技术。现在，光电技术已广泛地应用于工业、农业、文教、卫生、国防、科研和家庭生活等各个领域。在这些应用领域中，几乎都涉及到将光辐射信息转换为电信息的问题，即光辐射的检测问题。因此，光电检测技术是光电技术的核心和重要组成部分。光电检测技术是一种非接触测量的高新技术，它以激光、红外、光纤等现代光电器件为基础，通过对载荷有被检测物体信息的光辐射进行检测，即通过光电检测器件接收光辐射并转换为电信号，由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用信息，再经A/D变换接口输入微型计算机运算、处理，最后显示或打印输出所需检测物体的几何量或物理量等参数。因此，光电检测技术是现代检测技术最重要的手段和方法之一，是计量检测技术的一个重要的发展方向。近年来可见光半导体激光二极管和发光二级管得到了较快的发展。蓝绿光可见光半导体激光二级管（LD）和蓝绿光半导体发光二极管、黄橙红光可见光激光二极管和高亮度黄橙红绿光发光二极管都已商品化。今后的发展需要继续解决提高亮度，降低价格，提高使用寿命等问题。

第2章基本原理与总体设计

2.1光敏二极管原理介绍

光线射入PN接面，P区电洞、N区电子大量发生，产生电压（光电效应）。借由测量此电压或电流，可作为光感应器使用。有PN、PIN、萧特基、APD等类型。太阳电池也是利用此种效应。

光敏二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。它的核心部分也是一个PN 结，和普通二极管相比，在结构上不同的是，为了便于接受入射光照，PN结面积尽量做的大一些，电极面积尽量小些，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。8P3838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号

光敏二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时，反向电流很小（一般小于0.1微安），称为暗电流。当有光照时，携带能量的光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子---空穴对，称为光生载流子。8P3838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号

它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。光电二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。8P3838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号

光敏二极管电子电路中广泛采用的光敏器件。光敏二极管和普通二极管一样具有一个PN结，不同之处是在光敏二极管的外壳上有一个透明的窗口以接收光线照射，实现光电转换，在电路图中文字符号一般为VD。

2.2光敏二极管光电特性分析

光敏二极管的光电特性在下面的几个图中可以分析得出2.2.1光敏二极管---正电压特性曲线

2.2.2光敏二极管波长分布特性曲线

2.3整体框图

防盗报警电路有两部分构成，第一部分是光控电路主要是由光敏二极管和硅三极管组成，其中光敏二极管的主要作用是由光信号来控制阻值的改变选择信号的输出电信号。第二部分是由硅三极管和集成电路组成的报警电路电信号经过硅三极管放大后推动扬声器发出报警声。整体框图如图

第3章防盗报警电路设计

3.1光电报警电路的设计

3.1.1光控电路设计

光线强的时候光敏二极管受光照阻值会变小，硅三极管处于截止状态，控制这个报警电路不工作，光线弱的时候光敏二极管阻值变大，硅三极管获得合适的偏流而导通。从而能使报警电路工作。