发光二极管与光电晶体管
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第10章发光二极管与光电晶体管 章发光二极管与光电晶体管
10. 1发光二极管 发光二极管 10. 2半导体数码管 半导体数码管 10.3光电二极管与光电三极管 光电二极管与光电三极管
10. 1发光二极管 发光二极管
发光二极管是一种能够发光的半导体二极管。 发光二极管是一种能够发光的半导体二极管。其英文名称为 Light Emitting Diode，通常缩写为“LED” 。 ，通常缩写为“ 制作发光二极管PN结的半导体材料是砷化稼 结的半导体材料是砷化稼(GaAs ) ,磷化稼 制作发光二极管 结的半导体材料是砷化稼 磷化稼 (GaP)、磷砷化稼 上有一小透镜， 、磷砷化稼(GaAsP)。发光二极管 。发光二极管(LED)上有一小透镜，其 上有一小透镜 外形与图形符号如图 所示， 外形与图形符号如图10-1所示，带有红点或引出端较长的电极为 所示 发光二极管的正极。 发光二极管的正极。 发光二极管有红、 橙几种颜色， 发光二极管有红、蓝、黄、橙几种颜色，使用时可根据需要 选用。现代汽车用LED作指示灯、报警灯、组合仪表显示、故障 作指示灯、 选用。现代汽车用 作指示灯 报警灯、组合仪表显示、 代码显示等。 代码显示等。
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10. 3光电二极管与光电三极管 光电二极管与光电三极管
光电二极管和光电三极管统称光电晶体管，也称光敏晶体管。 光电二极管和光电三极管统称光电晶体管，也称光敏晶体管。 光电晶体管是利用光电效应将光信号转变为电信号的半导体器件。 光电晶体管是利用光电效应将光信号转变为电信号的半导体器件。 它们在汽车点火系统和微机控制系统的传感器以及发动机转速传 感器中得到了应用，并广泛用于光信号检测和光信号转换电路中。 感器中得到了应用，并广泛用于光信号检测和光信号转换电路中。 一般来说，要求噪声低，受温度变化影响的电路， 一般来说，要求噪声低，受温度变化影响的电路，应选用光电二 极管，要求灵敏度较高的光控电路应选用光电三极管。 极管，要求灵敏度较高的光控电路应选用光电三极管。光电晶体 管的外形、符号及其本电路如图 一 所示 管的外形、符号及其本电路如图10一3所示
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图10一1发光二极管 一 发光二极管
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图10一2七段半导体数码管和数字显示 一 七段半导体数码管和数字显示 器
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光电品体管的外形、 图10一3光电品体管的外形、符号及基 一 光电品体管的外形 本电路
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10. 3光电二极管与光电三极管 光电二极管与光电三极管
2.光电三极管 光电三极管 光电三极管由两个PN结构成 光电三极管的基极由光照控制。 结构成。 光电三极管由两个 结构成。光电三极管的基极由光照控制。 当光线照射光电三极管的透镜(基极 基极)时 产生基极电流， 当光线照射光电三极管的透镜 基极 时，产生基极电流，很小的基 极电流又带动很大的集电极电流(光电流 光电流)。 极电流又带动很大的集电极电流 光电流 。因此光电流的大小由光 照控制，并随光照的增强而变大，随光照的减弱而变小， 照控制，并随光照的增强而变大，随光照的减弱而变小，但不允 许在强光下直接照射， 许在强光下直接照射，以免损坏光电三极管
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10. 2半导体数码管 半导体数码管
半导体数码管其基本单元是PN结 半导体数码管其基本单元是 结。将多个发光二极管分段封 装即可制成数码管。 装即可制成数码管。 半导体数码管将十进制数码分成7段 每段一只发光二极管， 半导体数码管将十进制数码分成 段，每段一只发光二极管， 可显示。 的不同数字， 所示。 可显示。到9的不同数字，如图10一2所示。 的不同数字 一 所示 在半导体数码管中，7只LED有共阳极和共阴极两种连接方 在半导体数码管中，7只LED有共阳极和共阴极两种连接方 为共阳极连接， 法，图10一2为共阳极连接，工作时阴极接低电平的字段发光。若 一 为共阳极连接 工作时阴极接低电平的字段发光。 是共阴极连接，工作时阳极接高电平的字段发光。由于LED的工 是共阴极连接，工作时阳极接高电平的字段发光。由于 的工 作电流很小，因此在使用时每只二极管需要串接一只限流电阻。 作电流很小，因此在使用时每只二极管需要串接一只限流电阻。 发光二极管响应速度快、寿命长、工作稳定、可靠性高、耐振动、 发光二极管响应速度快、寿命长、工作稳定、可靠性高、耐振动、 体积小、质量轻，可做成各种各样形状，可用于多种显示。 体积小、质量轻，可做成各种各样形状，可用于多种显示。
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10. 3光电二极管与光电三极管 光电二极管与光电三极管
1.光电二极管 光电二极管 光电二极管由一个PN结构成 被封装在有窗口的玻璃透镜内， 结构成， 光电二极管由一个 结构成，被封装在有窗口的玻璃透镜内， 其电极引出。当透镜受到光照时， 结内产生大量的空穴和电子 结内产生大量的空穴和电子， 其电极引出。当透镜受到光照时，PN结内产生大量的空穴和电子， 因而允许通过较大的反向电流(称为亮电流 称为亮电流)。 因而允许通过较大的反向电流 称为亮电流 。流过光电二极管电流 的大小随光照的强弱而变化，光照超强，其反向电阻越小， 的大小随光照的强弱而变化，光照超强，其反向电阻越小，反向 电流就越大。无光照时，其反向电阻很大，反向电流(称为暗电流 称为暗电流) 电流就越大。无光照时，其反向电阻很大，反向电流 称为暗电流 几乎为零。通常亮电流是暗电流的几千倍， 几乎为零。通常亮电流是暗电流的几千倍，亮电流在负载电阻上 产生压降，从而实现光电转换或光电控制。 产生压降，从而实现光电转换或光电控制。光电二极管的反向耐 压值一般为10 压值一般为 ~ 15 V
10. 1发光二极管 发光二极管 10. 2半导体数码管 半导体数码管 10.3光电二极管与光电三极管 光电二极管与光电三极管
10. 1发光二极管 发光二极管
发光二极管是一种能够发光的半导体二极管。 发光二极管是一种能够发光的半导体二极管。其英文名称为 Light Emitting Diode，通常缩写为“LED” 。 ，通常缩写为“ 制作发光二极管PN结的半导体材料是砷化稼 结的半导体材料是砷化稼(GaAs ) ,磷化稼 制作发光二极管 结的半导体材料是砷化稼 磷化稼 (GaP)、磷砷化稼 上有一小透镜， 、磷砷化稼(GaAsP)。发光二极管 。发光二极管(LED)上有一小透镜，其 上有一小透镜 外形与图形符号如图 所示， 外形与图形符号如图10-1所示，带有红点或引出端较长的电极为 所示 发光二极管的正极。 发光二极管的正极。 发光二极管有红、 橙几种颜色， 发光二极管有红、蓝、黄、橙几种颜色，使用时可根据需要 选用。现代汽车用LED作指示灯、报警灯、组合仪表显示、故障 作指示灯、 选用。现代汽车用 作指示灯 报警灯、组合仪表显示、 代码显示等。 代码显示等。
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10. 3光电二极管与光电三极管 光电二极管与光电三极管
光电二极管和光电三极管统称光电晶体管，也称光敏晶体管。 光电二极管和光电三极管统称光电晶体管，也称光敏晶体管。 光电晶体管是利用光电效应将光信号转变为电信号的半导体器件。 光电晶体管是利用光电效应将光信号转变为电信号的半导体器件。 它们在汽车点火系统和微机控制系统的传感器以及发动机转速传 感器中得到了应用，并广泛用于光信号检测和光信号转换电路中。 感器中得到了应用，并广泛用于光信号检测和光信号转换电路中。 一般来说，要求噪声低，受温度变化影响的电路， 一般来说，要求噪声低，受温度变化影响的电路，应选用光电二 极管，要求灵敏度较高的光控电路应选用光电三极管。 极管，要求灵敏度较高的光控电路应选用光电三极管。光电晶体 管的外形、符号及其本电路如图 一 所示 管的外形、符号及其本电路如图10一3所示
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图10一1发光二极管 一 发光二极管
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图10一2七段半导体数码管和数字显示 一 七段半导体数码管和数字显示 器
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光电品体管的外形、 图10一3光电品体管的外形、符号及基 一 光电品体管的外形 本电路
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10. 3光电二极管与光电三极管 光电二极管与光电三极管
2.光电三极管 光电三极管 光电三极管由两个PN结构成 光电三极管的基极由光照控制。 结构成。 光电三极管由两个 结构成。光电三极管的基极由光照控制。 当光线照射光电三极管的透镜(基极 基极)时 产生基极电流， 当光线照射光电三极管的透镜 基极 时，产生基极电流，很小的基 极电流又带动很大的集电极电流(光电流 光电流)。 极电流又带动很大的集电极电流 光电流 。因此光电流的大小由光 照控制，并随光照的增强而变大，随光照的减弱而变小， 照控制，并随光照的增强而变大，随光照的减弱而变小，但不允 许在强光下直接照射， 许在强光下直接照射，以免损坏光电三极管
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10. 2半导体数码管 半导体数码管
半导体数码管其基本单元是PN结 半导体数码管其基本单元是 结。将多个发光二极管分段封 装即可制成数码管。 装即可制成数码管。 半导体数码管将十进制数码分成7段 每段一只发光二极管， 半导体数码管将十进制数码分成 段，每段一只发光二极管， 可显示。 的不同数字， 所示。 可显示。到9的不同数字，如图10一2所示。 的不同数字 一 所示 在半导体数码管中，7只LED有共阳极和共阴极两种连接方 在半导体数码管中，7只LED有共阳极和共阴极两种连接方 为共阳极连接， 法，图10一2为共阳极连接，工作时阴极接低电平的字段发光。若 一 为共阳极连接 工作时阴极接低电平的字段发光。 是共阴极连接，工作时阳极接高电平的字段发光。由于LED的工 是共阴极连接，工作时阳极接高电平的字段发光。由于 的工 作电流很小，因此在使用时每只二极管需要串接一只限流电阻。 作电流很小，因此在使用时每只二极管需要串接一只限流电阻。 发光二极管响应速度快、寿命长、工作稳定、可靠性高、耐振动、 发光二极管响应速度快、寿命长、工作稳定、可靠性高、耐振动、 体积小、质量轻，可做成各种各样形状，可用于多种显示。 体积小、质量轻，可做成各种各样形状，可用于多种显示。
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10. 3光电二极管与光电三极管 光电二极管与光电三极管
1.光电二极管 光电二极管 光电二极管由一个PN结构成 被封装在有窗口的玻璃透镜内， 结构成， 光电二极管由一个 结构成，被封装在有窗口的玻璃透镜内， 其电极引出。当透镜受到光照时， 结内产生大量的空穴和电子 结内产生大量的空穴和电子， 其电极引出。当透镜受到光照时，PN结内产生大量的空穴和电子， 因而允许通过较大的反向电流(称为亮电流 称为亮电流)。 因而允许通过较大的反向电流 称为亮电流 。流过光电二极管电流 的大小随光照的强弱而变化，光照超强，其反向电阻越小， 的大小随光照的强弱而变化，光照超强，其反向电阻越小，反向 电流就越大。无光照时，其反向电阻很大，反向电流(称为暗电流 称为暗电流) 电流就越大。无光照时，其反向电阻很大，反向电流 称为暗电流 几乎为零。通常亮电流是暗电流的几千倍， 几乎为零。通常亮电流是暗电流的几千倍，亮电流在负载电阻上 产生压降，从而实现光电转换或光电控制。 产生压降，从而实现光电转换或光电控制。光电二极管的反向耐 压值一般为10 压值一般为 ~ 15 V