光电三极管
光敏三极管 原理
光敏三极管原理光敏三极管是一种光电转换元件，通过光照射引起内部电流变化，从而实现光信号的电信号转换。
它广泛应用于光控开关、光电自动、通信设备等领域。
光敏三极管的原理是基于内部PN结的光生效应。
它由一个N型半导体和两个P 型半导体组成。
N型区域连接到一个正极（集电极），两个P型区域旁边连接到两个负极（发射极和基极）。
当光照射在PN结的表面时，光子的能量将导致电子从价带跃迁到导带，从而产生电子-空穴对。
这些电子和空穴会在电场作用下分别向发射极和集电极移动。
由于基极正向偏置，电子会被基极吸收，而空穴则会通过P型区域的PN结向发射极移动。
由于光的照射是随机的，光敏三极管的输出电流也是随机的。
因此，在实际应用中，我们需要对光敏三极管的输出进行放大和滤波，以提高信噪比和稳定性。
光敏三极管的工作原理可以通过光敏三极管的电特性曲线来理解。
在光敏三极管中，光照强度与输出电流之间存在着直接的线性关系。
当光照强度增加时，输出电流也随之增加。
这种线性关系可以通过光敏三极管的光电流-光照强度曲线来体现。
光敏三极管的光电流-光照强度曲线呈现出S型曲线，即当光照强度较小时，曲线较平缓，而当光照强度较大时，曲线则变得陡峭。
这是因为在较低的光照强度下，光敏三极管的敏感部分仍然存在着少量的电子和空穴，因此增加光照强度对输出电流的影响相对较小。
而在较高的光照强度下，光敏三极管的敏感部分会产生更多的电子和空穴，从而导致输出电流大幅增加。
光敏三极管还具有快速响应的特点。
当光照结束后，光敏三极管的输出电流会迅速恢复到初始状态。
这种快速响应的特性使光敏三极管在光噪声较高的环境下具有较好的性能。
在实际应用中，我们可以通过调整工作电压和外部电阻来控制光敏三极管的灵敏度。
较高的工作电压和较低的外部电阻可以提高光敏三极管的灵敏度，而较低的工作电压和较高的外部电阻则可以减小灵敏度。
总之，光敏三极管通过光的照射使得内部产生电子和空穴对，从而产生电流，实现光信号转换为电信号。
2.4光电三极管解析
光电流放大。
集电极输出的电流为
q I e ( 1) I P ( 1) (1 e d )Φe,λ h
光电三极管的电流灵敏度是光电二极管的β 倍。 相当于光电二极管的电流Ip被三极管放大β 倍。 为提高光电三极管的增益，减小体积，常将光电 二极管或光电三极管及三极管制作到一个硅片上构成
光敏面上无象限分隔线，
对光斑位置可连续测量。
5.光电开关与光电耦合器
光电开关和光电耦合器都是由发光端和受光端组成的组合 件。 光电开关不封闭，发光端与受光端之间可以插入调制板。 光电耦合器则是把发光元件与受光元件都封闭在一个不透
光的管壳内。
光电开关与光电耦合器结构示意图
(5）光谱响应
硅光电二极管与硅光电三极管具有相同的光谱响应。图中所示为
典型的硅光电三极管3DU3的光谱响应特性曲线，它的响应范围为
0.4~1.0μm，峰值波长为0.85μm。 对于光电二极管，减薄PN结的厚度可以使短波段波长的光谱响 应得到提高，因为PN结的厚度减薄后，长波段的辐射光谱很容易穿 透PN结，而没有被吸收。 短波段的光谱容易被减薄的PN结
③ 光生载流子被收集到集电极的时间；
④ 输出电路的等效负载电阻RL与等效电容Cce所构成的RC时间；
总时间常数为上述四项和。因此，光电三极管的响应时间比光 电二极管的响应时间要长得多。要改善光电三极管的频率响应， 由等效电路知应尽可能减小rbeCbe和RLCce的时间常数。在工艺上 设法减小结电容；选择合理的负载电阻。
就目前的应用看，两个并列的光电二极管或光电池，可用
来辨别光点移动的方向。
光电三极管(光电晶体管)
3.3.4 光电三极管（光电晶体管）一. 工作原理光电三极管的工作原理分为两个过程：一是光电转换；二是光电流放大。
集电极输出的电流为：为提高光电三极管的增益，减小体积，常将光电二极管或光电三极管及三极管制作到一个硅片上构成集成光电器件。
二. 光电三极管特性1.伏安特性光电三极管在偏置电压为零时，无论光照度有多强，集电极电流都为零。
偏置电压要保证光电三极管的发射结处于正向偏置，而集电结处于反向偏置。
随着偏置电压的增高伏安特性曲线趋于平坦。
光电三极管的伏安特性曲线向上偏斜，间距增大。
这是因为光电三极管除具有光电灵敏度外，还具有电流增益β，并且，β值随光电流的增大而增大。
2.时间响应（频率特性）光电三极管的时间响应由以下四部分组成：① 光生载流子对发射结电容C be 和集电结电容C bc 的充放电时间； ② 光生载流子渡越基区所需要的时间；③ 光生载流子被收集到集电极的时间；④ 输出电路的等效负载电阻R L 与等效电容C ce 所构成的RC 时间。
总时间为上述四项和。
比光电二极管的时间响应长。
通常，硅光电二极管的时间常数一般在0.1µs 以内，PIN 和雪崩光电二极管为ns 数量级，硅光电三极管长达5～10µs。
3.温度特性硅光电二极管和硅光电三极管的暗电流I d 和光电流I L 均随温度而变化，由于硅光电三极管具有电流放大功能，所以硅光电三极管的暗电流I d 和亮电流I L 受温度的影响要比硅光电二极管大得多。
4.光谱响应光电二极管与硅光电三极管具有相同的光谱响应。
图所示为典型的硅光电三极管3DU3的光谱响应特性曲线，它的响应范围为0.4~1.0μm ，峰值波长为0.85μm 。
对于光电二极管，减薄PN 结的厚度可以使短波段波长的光谱响应得到提高，因为PN 结的厚度减薄后，短波段的光谱容易被减薄的PN 结吸收（扩散长度减小）。
因此，可以制造出具有不同光谱响应的光伏器件，例如蓝敏器件和色敏器件等。
光敏三极管
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。
光电传感器的工作原理
光电传感器的工作原理光电传感器是一种能够将光信号转化为电信号的设备，广泛应用于工业自动化、光电检测、安防监控等领域。
它通过感知光信号的强弱、频率、波长等特性，将光信号转化为电信号，并进行相应的处理和判断。
光电传感器的工作原理主要包括光电效应、光电二极管和光电三极管的工作原理。
1. 光电效应光电效应是指当光照射到某些物质表面时，能够使该物质发生电离或者电子释放的现象。
根据光电效应的不同特性，光电传感器主要分为光电导效应和光电发射效应。
光电导效应是指在光照射下，物质表面的电导率发生变化。
光电导效应常用于光电导传感器，其工作原理是通过光照射到光电导材料上，使得光电导材料的电阻发生变化，从而检测光信号。
光电发射效应是指在光照射下，物质表面的电子被激发出来。
光电发射效应常用于光电二极管和光电三极管，其工作原理是通过光照射到光电二极管或者光电三极管的PN结上，使得光电二极管或者光电三极管中的载流子发生变化，从而产生电信号。
2. 光电二极管光电二极管是一种利用光电发射效应工作的光电传感器。
它由PN结构成，当光照射到PN结时，光子能量将激发PN结中的载流子，使得PN结的电导率发生变化。
光电二极管通常由半导体材料制成，如硅(Si)、锗(Ge)等。
光电二极管的工作原理是当光照射到PN结时，光子能量被吸收并转化为电子能量，使得PN结中的电子和空穴发生复合，形成电流。
该电流的大小与光照强度成正比，光电二极管可以将光信号转化为电信号。
3. 光电三极管光电三极管是一种利用光电发射效应工作的光电传感器。
它由PNP或者NPN 结构组成，具有放大作用。
光电三极管通常由半导体材料制成，如硅(Si)、锗(Ge)等。
光电三极管的工作原理是当光照射到PNP或者NPN结时，光子能量被吸收并转化为电子能量，使得PNP或者NPN结中的电子和空穴发生复合，形成电流。
该电流经过三极管的放大作用，可以将光信号转化为更强的电信号。
总结：光电传感器通过光电效应和光电二极管、光电三极管的工作原理，将光信号转化为电信号。
光电二极管三极管的性能及运用
光电二极管及光电三极管的工作原理及用途可得工贸的光电二极管和光电三极管具有低功耗、响应速度快、抗干扰性能强等特点，可得公司是一家专业从事研发, 生产,销售LED和红外光电器件的高新技术企业：其中光敏二极管、850nm/940nm红外发射管，LED数码管，数码模块，以及发光二极管等产品以良好的品质受到市场的认可。
在红外遥制系统中，光电二极管(也称光敏二极管)及光电三极管(也称光敏三极管)均为红外线接收管，它把接收到的红外线变成电信号，经过放大及信号处理后用于各种控制。
除广泛用于红外线遥控外，还可用于光纤通信、光纤传感器、工业测量、自动控制、火灾报警器、防盗报警器、光电读出装置(纸带读出器、条形码读出器等)及光电耦合器等方面。
不同用途的光电二极管有不同的外形及封装，但用于红外遥控的光电二极管一般都是树脂封装的。
为减少可见光的干扰常采用黑色树脂，可以滤掉700nm波长以下的光线。
常见的几种光电二极管外形。
对方形或长方形的管子，往往做出标记角，指示受光面的方向。
一般如引脚长短不一样，长者为正极。
光电三极管可以等效为一个光电二极管与一只晶体三极管的组合，所以它具有电流放大作用。
其等效电路、外形及电路符号，光电三极管一般仅引出集电极及发射极两个引脚，外形与一般发光二极管一样，常用透明树脂封装。
光电二极管及光电三极管的管芯主要用硅材料制作。
光电二极管的两种工作状态当光电二极管加上反压时，管子的反向电流将随光照强度的变化而变化如同一个光敏电阻，光照强度越大电阻越小，反向电流越大。
大多数情况都工作于这种状态。
光电二极管上不加电压，利用P?N结受光照射时产生正向电压的原理，可看作微型光电池。
这种工作状态一般用作光电检测器。
光电二极管的工作电压VR ，允许的最高反向电压一般不超过10V，最高的可达50V。
暗电流ID及光电流IL ，无光照时，加一定反压时的反向漏电流称为暗电流ID，一般ID小于100nA ???。
加一定反压并受到光照时流过管子的电流称为光电流 IL，一般光电流IL为几十微安 ???，并且与照度成线性关系。
光敏三极管的工作原理
光敏三极管的工作原理光敏三极管是一种特殊的光电器件，它可以将光信号转换为电信号。
在现代电子技术中，光敏三极管被广泛应用于光电传感器、光电开关、光电控制等领域。
那么，光敏三极管是如何工作的呢？下面我们来详细探讨一下光敏三极管的工作原理。
光敏三极管的结构包括三个电极：发射极、基极和集电极。
发射极和基极之间是一个PN结，而基极和集电极之间是另一个PN结。
当光照射到光敏三极管的PN结时，光子的能量会激发PN结中的载流子，从而改变PN结的导电特性。
在光照射的作用下，PN结中的载流子将被激发并产生电子-空穴对。
这些电子-空穴对会在电场的作用下分别向基极和集电极移动，从而在基极和集电极之间产生一个电流。
这个电流的大小与光照射的强度成正比，也就是说，光敏三极管可以通过测量电流的大小来确定光照射的强度。
光敏三极管还具有放大作用。
当光照射到光敏三极管时，产生的电流会在三极管内部的电路中被放大，从而输出一个较大的电流信号。
这使得光敏三极管在光电控制系统中起到了放大和控制信号的作用。
总的来说，光敏三极管的工作原理是通过光照射激发PN结中的载流子，产生电子-空穴对并在电场的作用下形成电流，最终实现光信号到电信号的转换。
光敏三极管不仅具有灵敏度高、响应速度快的优点，而且结构简单、成本低廉，因此在光电领域有着广泛的应用前景。
总的来说，光敏三极管的工作原理是通过光照射激发PN结中的载流子，产生电子-空穴对并在电场的作用下形成电流，最终实现光信号到电信号的转换。
光敏三极管不仅具有灵敏度高、响应速度快的优点，而且结构简单、成本低廉，因此在光电领域有着广泛的应用前景。
希望通过本文的介绍，读者对光敏三极管的工作原理有了更深入的了解。
如何检测光敏三极管
光敏晶体管原称光电三极管。光敏晶体管是靠光的照射强弱来控制电流的器件。它呵等效看作一个光敏二极管与一只晶体管的结合，所以它具有放大作用，
光敏晶体管的检测可从外观上检查，靠近管键（凸起）或较长的一个引脚是发射极e，离管键较远或较短的另一引脚是集电极c×1 kΩ档，两表笔正、反向各测两引脚一次，所测的阻值应均为无穷大。对于NPN 型管子，红表笔接发射极e，黑表笔接集电极c，移去遮光布，这时表针应向右偏转，阻值由无穷大向阻值小的方向偏转至15～35 kΩ 左右，则说明光敏晶体管是正常的。偏转的角度越大，其灵敏度越高。若表针没有偏转仍在无穷处或阻值为零，说明该管已开路或短路损坏。
光敏三极管的工作原理
光敏三极管的工作原理光敏三极管是一种能够将光信号转换为电信号的光电器件，它在光电传感领域有着广泛的应用。
在了解光敏三极管的工作原理之前，我们需要先了解一些基础知识。
首先，光敏三极管是由光敏材料、基体和包封材料组成的。
光敏材料是光敏三极管的核心部件，它能够吸收光信号并产生电荷载流子。
基体则是光敏三极管的支撑结构，起到固定和支撑光敏材料的作用。
包封材料则是将光敏材料和基体封装在一起，保护光敏三极管不受外界环境的影响。
光敏三极管的工作原理可以简单地分为光生电流和光电导两个方面来说明。
首先，光生电流是光敏三极管最基本的工作原理之一。
当光线照射到光敏三极管的光敏材料上时，光子能量被光敏材料吸收，激发光敏材料内部的电子从价带跃迁到导带，产生电荷载流子。
这些电荷载流子在外加电场的作用下，会在光敏三极管的电极之间产生电流，这就是光生电流的产生原理。
其次，光电导是光敏三极管的另一个重要工作原理。
光敏三极管在光照射下，光敏材料的电导率会发生变化，从而改变了光敏三极管的电阻值。
这种电导率的变化会导致光敏三极管的输出电压或电流发生相应的变化，实现了光信号到电信号的转换。
总的来说，光敏三极管的工作原理就是利用光敏材料对光信号的敏感特性，将光信号转换为电信号。
通过光生电流和光电导这两种工作原理，光敏三极管可以实现对光信号的高效、快速的转换，广泛应用于光电传感、光通信、光测量等领域。
在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择合适的光敏三极管型号，并合理设计电路，以确保光敏三极管能够稳定、准确地工作。
总的来说，光敏三极管作为一种重要的光电器件，其工作原理的理解对于光电传感技术的发展具有重要意义。
通过对光敏三极管工作原理的深入理解，我们可以更好地应用光敏三极管，提高光电传感系统的性能和稳定性。
光敏三极管 (2)
光敏三极管光敏三极管（Phototransistor）是一种光电传感器元件，具有在光照条件下产生电流的功能。
它是由三极管和光敏元件组成的，常用于光电转换、光敏检测等领域。
本文将介绍光敏三极管的基本原理、结构、工作原理以及应用。
基本原理光敏三极管的基本原理是利用光敏元件的光电效应和三极管的放大作用，将光信号转化为电信号。
光敏元件通常采用硒化铟（Indium Gallium Arsenide，InGaAs）材料或硒化硅（Silicon）材料，它们在光照下会产生电子-空穴对。
当光照强度增大时，光电场强度也随之增加，从而产生更多的电子-空穴对。
而三极管是一种放大作用明显的电子元件，通过控制输入端的电流，可以实现对输出端电流的放大。
光敏三极管的光敏元件连接在输入端，光信号照射到光敏元件上，产生的光电流通过三极管放大后输出。
结构光敏三极管的结构与普通三极管相似，通常包括一个基区、一个发射区和一个集电区。
光敏元件则与发射区相连，形成输出端。
整个结构通常弯曲成玻璃封装，以保护元件。
光敏三极管的结构设计有多种形式，其常见的类型有NPN型和PNP型。
NPN型光敏三极管的基区是N型材料，集电区是P型材料；PNP型光敏三极管则相反，基区是P型材料，集电区是N型材料。
两种类型的光敏三极管在电路中的使用方式和性能略有差异，具体的选择需要根据实际应用需求来确定。
工作原理当光线照射到光敏元件上时，光敏元件的光电效应被激发，产生电子-空穴对。
这些电子-空穴对会被电场分离，电子进入集电区，空穴进入发射区。
如果此时三极管处于工作状态，当光电流进入发射区时，将改变发射结的电压，从而控制造成集电电流的大小。
光敏三极管的集电电流与光电流之间遵循一定的函数关系。
通过调整电路中的电流源，可以改变基极输入电流，从而调整光敏三极管的增益。
同时，光敏三极管的输出电流与输入光信号的强弱成正比，因此可以通过测量输出电流的大小来检测光信号的强度。
应用光敏三极管由于具有灵敏度高、响应速度快、体积小等优点，在多个领域都有广泛的应用。
光电三极管也称光敏三极管
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。
光敏三极管结构
光敏三极管结构光敏三极管是一种基于光电效应的电子元器件，常用于光电传感、光电转换和光信号放大等应用中。
它的结构简单，由P型半导体、N型半导体和P型半导体组成，具有敏感度高、响应快、抗干扰能力强等特点。
光敏三极管的主要结构包括发射极、基极和集电极。
发射极为P型半导体，基极为N型半导体，集电极为P型半导体。
发射极和基极之间形成一个PN结，基极和集电极之间形成一个PN结，这两个PN结共同构成了光敏三极管的结构。
光敏三极管的工作原理是基于光电效应的。
当光照射到光敏三极管的发射极和基极之间的PN结上时，光子的能量会将PN结中的电子激发，使其跃迁到价带中，形成电子空穴对。
由于PN结的特殊结构，电子空穴对会在PN结中分离，电子向基极方向移动，空穴向发射极方向移动。
这样就产生了电流，即光敏三极管的输出信号。
光敏三极管的输出信号与光照强度呈正比关系，光照强度越大，输出信号越强。
在光照强度不变的情况下，光敏三极管的输出信号也会受到温度、电压等影响。
因此，在实际应用中，需要对光敏三极管进行校准和调整，以保证输出信号的准确性和稳定性。
光敏三极管具有敏感度高、响应快、抗干扰能力强等优点，因此在光电传感、光电转换和光信号放大等领域得到了广泛应用。
例如，在光电传感领域，光敏三极管可以用于检测光线的强弱，实现光的定量检测；在光电转换领域，光敏三极管可以将光信号转换为电信号，方便信号的处理和传输；在光信号放大领域，光敏三极管可以放大微弱的光信号，提高信号的可靠性和稳定性。
然而，光敏三极管也存在一些局限性，如对光照强度的范围有限、对环境温度和电压的要求较高等。
此外，光敏三极管的输出信号受到光照强度和环境条件的影响较大，容易受到干扰。
因此，在实际应用中，需要根据具体的需求和环境条件选择合适的光敏三极管，并进行适当的校准和调整，以保证其性能和稳定性。
光敏三极管是一种基于光电效应的电子元器件，具有敏感度高、响应快、抗干扰能力强等优点。
它的结构简单，包括发射极、基极和集电极。
光电三极管
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.例如,探测10-3勒克斯的弱光,光敏三极管的暗电流必 须小于0.1nA.更多电子元件资料
光电三极管的特性
1）伏安特性
光电三极管在偏置电压为零时，无论光照度有多强，集电极电流都为零。偏置电压要保证光电三极管的发射结处于正向偏置，而集电结处于反向偏置。随着偏置电压的增高伏安特性曲线趋于平坦。
光电三极管的伏安特性曲线向上偏斜，间距增大。这是因为光电三极管除具有光电灵敏度外，还具有电流增益β，并且，β值随光电流的增大而增大。
它的响应范围为0.4~1.1μm，峰值波长为0.85μm。
光电三极管的种类选择
由外观上, 可以区分为罐封闭型和树脂封入型, 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)和锗(Ge),大部份为硅.在晶方构造方面,可分为普通晶体管型和达林顿 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和需要直线性之光 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.
2）时间响应（频率特性）
光电三极管的时间响应常和PN结的结构及偏置电路等参数有关。
光电三极管的时间响应由以下四部分组成：
① 光生载流子对发射结电容Cbe和集电结电容Cbc的充放电时间；② 光生载流子渡越基区所需要的时间；
③ 光生载流子被收集到集电极的时间；
④ 输出电路的等效负载电阻RL和等效电容Cce所构成的RC时间；
光敏三极管的工作基本原理
光敏三极管的工作基本原理光敏三极管（Phototransistor）是一种感光器件，常用于光电探测和自动调节系统中。
它通过光的照射来改变电流或电压的特性。
光敏三极管由半导体材料制成，其工作基本原理可以分为以下几个方面：1. 光电转换原理：光敏三极管是基于内照射效应的光电转换器件。
当射入光照射到光敏三极管的p-n结（二极管结）上时，其中的载流子会被光激发，产生电子-空穴对。
这些电子-空穴对会被电场分离并形成电流。
2. 寄生效应：光敏三极管的工作还受到寄生效应的影响。
这主要包括晶体管的集电结和基极结之间的用于偏置的电流、晶体管的电容和内部寄生电阻等。
这些因素会影响光敏三极管的响应速度和输出电流。
3.电子与光电流的关系: 光敏三极管的输出可以是电流或电压。
在常用的NPN 结构光敏三极管中，光照会激发电子从基区注入发射极（集电极），增加发射极电流，从而使得电流变大。
光敏三极管的电流输出与光照强度之间存在线性关系。
4. 基区电压调制：根据光照强度不同，光敏三极管的基区电压也会发生变化。
基区电压的变化会引起其他参数如发射区的电流变化，从而改变整个光敏三极管的工作状态。
5. 比例关系：光照强度与光敏三极管输出之间存在一定的线性比例关系。
这使得光敏三极管能够被广泛应用于测量和控制系统中，如光电测量、光电自动调节、光电光学追踪等。
总结起来，光敏三极管的工作基本原理是通过光的照射激发载流子并形成电子-空穴对，进而改变光敏三极管的电流或电压特性。
其工作受到光照强度、寄生效应以及光敏三极管内部结构和参数的相互影响。
通过利用光敏三极管的电流输出与光照强度之间的线性关系，可以实现光电信号的测量和控制。
光敏三极管的工作原理为光电器件的应用提供了重要的技术基础。
光敏三极管参数
光敏三极管参数
光敏三极管是一种光电转换器件，具有以下参数：
1. 光敏度：光敏三极管的光敏度指的是其对光的敏感程度。
通常以电流/瓦特（A/W）或电流/流明（A/lm）来度量。
光敏三
极管的光敏度越高，表示其在相同光照条件下产生的电流越大。
2. 光电流响应速度：光敏三极管的光电流响应速度指的是其对光信号的响应速度。
光敏三极管通常具有快速响应的特点，可以在纳秒或亚纳秒级别对光信号做出响应。
3. 光谱响应范围：光敏三极管的光谱响应范围指的是其对光的波长范围的响应能力。
不同的光敏三极管具有不同的光谱响应范围，可以选择适合不同波长光照的光敏三极管。
4. 噪声特性：光敏三极管的噪声特性指的是其在工作中产生的噪声电流或噪声电压。
光敏三极管的噪声特性对于一些高精度的应用来说是非常重要的。
5. 工作电压和工作电流：光敏三极管的工作电压和工作电流是指其在正常工作时需要的电压和电流。
通常情况下，光敏三极管需要外部供电才能正常工作。
这些参数会根据不同的光敏三极管型号和应用需求而有所不同，具体的参数可以参考光敏三极管的数据手册。
光电三极管：结构 工作原理
I/mA
6
2500lx
伏安特性
4
2
0
20
2000lx 1500lx 1000lx 500lx
40
60
U/V
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。
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。
暗电流/mA
光电流/mA
50 25 0
10 20 30 40 50 60 70 T /ºC
400
300 200
100 0
10 20 30 40 50 60 70 80 T/ºC
光电三极管的温度特性
光电三极管的主要特性——频率特性
光电三极管的频率特性曲线如图所示。光电三极管的频率特性 受负载电阻的影响，减小负载电阻可以提高频率响应。一般来说， 光电三极管的频率响应比光电二极管差。对于锗管，入射光的调
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
光电三极管存在一个最佳灵敏度的峰值波长。当入射光的波长 增加时，相对灵敏度要下降。因为光子能量太小，不足以激发电 子空穴对。当入射光的波长缩短时，相对灵敏度也下降，这是由 于光子在半导体表面附近就被吸收，并且在表面激发的电子空穴 对不能到达PN结，因而使相对灵敏度下降。
光电三极管
S Ro1 Go1 Bo1
R G
KRo1 KGo1
100% 100%
B KBo1 100%
• 3.2.6 光伏器件组合器件
刺激值曲线σrgb”。从曲线中看到 r 、g 、b 光谱三刺激值有一 部分为负值，计算很不方便，又很难理解。
因此，1931年CIE制定新的国际通用色度系统，称为 “CIEl931-XYZ系统”。它是在CIE1931-RGB系统的基础上改用 三个假想的原色x、y、z所建立的新的色度系统。
在系统中也定出了匹配等能量光谱的三刺激值 X 、Y 、Z ，得
双色光电二极管的光谱响应如图3-20所示。
用双结光电二极管测量颜色时，通常测量两个光电二极管 的短路电流比（ISC2/ ISC1）与入射波长的关系（如图3-21所示）。
从关系曲线中不难看出， 每一种波长的光都对应于一 个短路电流的比值，根据短 路电流的比值判别入射光的 波长，达到识别颜色的目的。
如图3-22(a)所示的“CIEl931-RGB系统标准色度观 察者三
被广泛应用于颜色测量与颜色识别等领域。如彩色印刷生产 线中色标位置的判别，颜料、染料的颜色测量与判别，彩色电视 机荧光屏彩色的测量与调整等，是一种非常有发展前途的新型半 导体光电器件。
1．双色硅色敏器件的工作原理
双色硅色敏光传感器的结构和等效电路如图3-19所示。在同 一硅片上制作两个深浅不同PN结的光电二极管PD1和PD2。
• 3.2.5 色敏光生伏特器件
色敏光生伏特器件是利用PN结厚度不同对不同波长辐射的 吸收差异特性制造出来的光电器件。
较薄PN结对蓝光较敏感，较厚PN结对红光敏感，为此，在 一个PN结型光电器件上能够制造出响应不同颜色的器件，将其 称为色敏光生伏特器件，用于颜色的测量。
光电三极管
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。
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光电三极管
光电晶体管
光电晶体管和普通晶体管类似，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的电流控制，也可以受光的控制。
光电晶体管的外形，有光窗、集电极引出线、发射极引出线和基极引出线（有的没有）。
制作材料一般为半导体硅，管型为NPN型，国产器件称为3DU系列。
光电晶体管原理性结构如右图
⏹正常运用时，集电极加正电压。
因此，集电结为反偏置，发射结为正偏置，集电结
为光电结。
⏹当光照到集电结上时，集电结即产生光电流Ip向基区注入，同时在集电极电路即产
生了一个被放大的电流I c（＝I e＝（1＋β）I p），β为电流放大倍数。
⏹因此，光电晶体管的电流放大作用与普通晶体管在上偏流电路中接一个光电二极管
的作用是完全相同的。
⏹光电晶体管的灵敏度比光电二极管高，输出电流也比光电二极管大，多为毫安级。
⏹但它的光电特性不如光电二极管好，在较强的光照下，光电流与照度不成线性关系。
⏹所以光电晶体管多用来作光电开关元件或光电逻辑元件。
⏹光电晶体管的伏安特性曲线如图
⏹阵列式或象限式结型光电器件：利用集成电路技术使2个至几百个光电二极管或光
电池排成一行，集成在一块集成电路片子上，即成为阵列式的一维光电器件，也可以使光电二极管或光电池制成象限式的二维光电器件。
⏹这两种器件中，衬底是共用的，而各光敏元都是独立的，分别有各自的前极引出线。
⏹这种器件的特点是，光敏元密集度大，总尺寸小，容易作到各
单元多数一致，便于信号处理。
光电开关与光电耦合器
⏹光电开关和光电耦合器都是由发光端和受光端组成的组合件。
⏹光电开关不封闭，发光端与受光端之间可以插入调制板。
⏹光电耦合器则是把发光元件与受光元件都封闭在一个不透光的管壳内。
⏹光电开关与光电耦合器结构示意图a) 光电开关b) 光电耦合器
⏹发光端与受光端彼此独立，完全没有电的联系，两端之间的电阻一般都在1011Ω以
上。
⏹光电开关多用于光电计数、报警、安全保护、无接触开关，及各种光电控制等方面。
⏹光电耦合器多用于电位隔离、电平匹配、抗干扰电路、逻辑电路、模/数转换、长线
传输、过流保护，及高压控制等方面。