光电传感器PPT课件
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光电倍增管的类型
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个人观点供参考，欢迎讨论！
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五、光电池
光电池是根据光生伏特效应工作的。是
一种自发式的光电元件，它受到光照射时能 产生一定方向的电动势，只要接通外电路， 便有电流通过。应用最广泛的是硅光电池。
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光电池的外形
22
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光电池既可以作为电源，又可以作为光 电检测器件，作为电源使用的光电池，主要 是直接把太阳的辐射能转换为电能，成为太 阳电池。太阳电池不需要燃料，没有运动部 件，也不排放气体，具有重量轻、性能稳定、 光电转换率高、使用寿命长、不产生污染等 优点，在航天技术、气象观测、工农业生产 乃至人们的日常生活等方面都得到广泛的应 用。
两种，它们都是根据光电导效应工作的。与
光敏电阻器相比，光敏晶体管具有灵敏度高、 高频性能好，可靠性好、体积小、使用方便 等优。
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1、光敏二极管
将光敏二极管的PN 结设 置在透明管壳顶部的正下方， 光照射到光敏二极管的PN结 时，电子-空穴对数量增加， 光电流与照度成正比。
光敏二极管把光信号转换 为电信号。
2、内光电效应
.
光照射在半导体材料时，激发出光生电子—空穴对，
从而使半导体材料产生分为两种
1）光电导效应——光照射使材料的电阻率变化的现
象。
根据该效应工作的器件有光敏电阻和光敏二极管与三
极管。
2）光生伏特效应——光照引起半导体PN结两端产生
电动势的现象。
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根据该效应工作的光电器件有光电池。
12
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PN结相关知识
采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导 体与N型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗） 基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。
PN结具有单向导电性。表明正荷子与负荷子起作用 的特点。一块单晶半导体中 ，一部分掺有受主杂质是P 型半导体，另一部分掺有施主杂质是N型半导体时 ，P 型半导体和N型半导体的交界面附近的过渡区称为PN结。
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光电传感器
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光电传感器是利用光敏元件将光信号转 换为电信号的传感器。
它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外 线波长和紫外线波长。
2
光电传感器可用于检测直接引起光亮变化的
非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分
析等，也可以作为探测元件组成其他传感器，对许
多非电量进行检测。
光电传感器主要有：
.
二、光敏电阻
光敏电阻，又称为光导管，是一种特殊
的电阻，采用半导体材料制作，利用光电导 效应工作的光电元件，当受到光照时，光生
电子—空穴对增加， 阻值减小，电流增 大。
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光敏电阻的外形
7
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光敏电阻的外形
8
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光敏电阻的特点
优点：灵敏度高，工作电流大，光谱响应范围
与所测光强范围宽、无极性使用方便。
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四、光耦合器
光耦合器是以光为媒介传输电信号的一 种转换器件，能够实现“电—光—电”的转 换。它由发光源和受光器组成。常见的发光 源为发光二极管，受光器为光敏二极管或者 光敏三极管。
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光耦合器的应用
光耦合器种类繁多，应用广泛，主要应 用于逻辑电路、固体开关、触发电路、脉冲 放大电路、线性电路及特殊场合。
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太阳能发电
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光电池在航天上的应用
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六、光电管
光电管基于外光电效应的基本光电转换 器件。光电管可使光信号转换成电信号。
26
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光电管通畅用于自动控制、光度学测量 和强度调制光的检测。如用于保安与警报系 统、计数与分类装置等等。
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六、光电倍增管
光电倍增建立在外光电效应、二次电子 发射和电子光学理论基础上，结合了高增益、 低噪声、高频率响应和大信号接收区等特征， 是一种具有极高灵敏度和超快时间响应的光 敏电真空器件，可以工作在紫外、可见和近 红外区的光谱区。
PN结有同质结和异质结两种。用同一种半导体材料 制成的 PN 结叫同质结 ，由禁带宽度不同的两种半导体 材料制成的PN结叫异质结。
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光敏二极管的反向偏置接法
在没有光照时， 由于二极管反向偏置， 所以反向电流很小，这 时的电流称为暗电流， 相当于普通二极管的反 向饱和漏电流。当光照 射在二极管的PN结（上 时，在PN结附近产生的 电子-空穴对数量也随 之增加，光电流也相应 增大，光电流与照度成 正比。
缺点：响应时间长、频率特性差、强光线性差、
受温度影响大等。
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光敏电阻的分类与用途
根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电
阻器。
1、紫外光敏电阻器。对紫外线较灵敏，用于探测紫
外线。
.
2、红外光敏电阻器。广泛用于导弹制导、天文探测、
非接触测量、人体病变探测、红外光谱，红外通信等国防、
科学研究和工农业生产中。
3、可见光光敏电阻器。主要用于各种光电控制系统，
如光电自动开关门户，航标灯、路灯和其他照明系统的自
动亮灭，自动给水和自动停水装置，机械上的自动保护装
置和"位置检测器",极薄零件的厚度检测器，照相机自动
曝光装置，光电计数器，烟雾报警器，光电跟踪系统等方
面。
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光敏电阻的应用
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三、光敏晶体管
光敏晶体光有光敏二极管和光敏三极光
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光敏电阻
光敏二极管
光敏三极管
光电管
光电倍增管
光电池
红外线传感器
紫外线传感器
3
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一、光电效应
光电效应是指物体吸收光能之后，由该 物体中某些电子的能量而产生的电效应。
光电效应可分为 1、外光电效应 2、内光电效应
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1、外光电效应
当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，
称为外光电效应。
根据该效应原理工作的器件有光电管和光电倍增管。
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2、光敏三极管
光敏三极管有两个PN结。与普通三极管 相似，有电流增益，灵敏度比光敏二极管高。 多数光敏三极管的基极没有引出线，只有正 负（c、e）两个引脚，所以其外型与光敏二 极管相似，从外观上很难区别。
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光敏三极管的外形
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光敏晶体管的应用
1、光敏二极管的光照特性线性较好，适合 做检测元件。 2、光敏三极管在照度小时，光电流随照度 增加而较小，且在大电流时有饱和现象，因 此，光敏三极管不适于弱光或者强光的检测。 应用于光纤通信、红外线遥控器、光电耦合 器、控制伺服电机转速的检测、光电读出装 置等场合。
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光电倍增管的类型
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个人观点供参考，欢迎讨论！
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五、光电池
光电池是根据光生伏特效应工作的。是
一种自发式的光电元件，它受到光照射时能 产生一定方向的电动势，只要接通外电路， 便有电流通过。应用最广泛的是硅光电池。
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光电池的外形
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光电池既可以作为电源，又可以作为光 电检测器件，作为电源使用的光电池，主要 是直接把太阳的辐射能转换为电能，成为太 阳电池。太阳电池不需要燃料，没有运动部 件，也不排放气体，具有重量轻、性能稳定、 光电转换率高、使用寿命长、不产生污染等 优点，在航天技术、气象观测、工农业生产 乃至人们的日常生活等方面都得到广泛的应 用。
两种，它们都是根据光电导效应工作的。与
光敏电阻器相比，光敏晶体管具有灵敏度高、 高频性能好，可靠性好、体积小、使用方便 等优。
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1、光敏二极管
将光敏二极管的PN 结设 置在透明管壳顶部的正下方， 光照射到光敏二极管的PN结 时，电子-空穴对数量增加， 光电流与照度成正比。
光敏二极管把光信号转换 为电信号。
2、内光电效应
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光照射在半导体材料时，激发出光生电子—空穴对，
从而使半导体材料产生分为两种
1）光电导效应——光照射使材料的电阻率变化的现
象。
根据该效应工作的器件有光敏电阻和光敏二极管与三
极管。
2）光生伏特效应——光照引起半导体PN结两端产生
电动势的现象。
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根据该效应工作的光电器件有光电池。
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PN结相关知识
采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导 体与N型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗） 基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。
PN结具有单向导电性。表明正荷子与负荷子起作用 的特点。一块单晶半导体中 ，一部分掺有受主杂质是P 型半导体，另一部分掺有施主杂质是N型半导体时 ，P 型半导体和N型半导体的交界面附近的过渡区称为PN结。
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光电传感器
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光电传感器是利用光敏元件将光信号转 换为电信号的传感器。
它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外 线波长和紫外线波长。
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光电传感器可用于检测直接引起光亮变化的
非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分
析等，也可以作为探测元件组成其他传感器，对许
多非电量进行检测。
光电传感器主要有：
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二、光敏电阻
光敏电阻，又称为光导管，是一种特殊
的电阻，采用半导体材料制作，利用光电导 效应工作的光电元件，当受到光照时，光生
电子—空穴对增加， 阻值减小，电流增 大。
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光敏电阻的外形
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光敏电阻的外形
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光敏电阻的特点
优点：灵敏度高，工作电流大，光谱响应范围
与所测光强范围宽、无极性使用方便。
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四、光耦合器
光耦合器是以光为媒介传输电信号的一 种转换器件，能够实现“电—光—电”的转 换。它由发光源和受光器组成。常见的发光 源为发光二极管，受光器为光敏二极管或者 光敏三极管。
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光耦合器的应用
光耦合器种类繁多，应用广泛，主要应 用于逻辑电路、固体开关、触发电路、脉冲 放大电路、线性电路及特殊场合。
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太阳能发电
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光电池在航天上的应用
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六、光电管
光电管基于外光电效应的基本光电转换 器件。光电管可使光信号转换成电信号。
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光电管通畅用于自动控制、光度学测量 和强度调制光的检测。如用于保安与警报系 统、计数与分类装置等等。
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六、光电倍增管
光电倍增建立在外光电效应、二次电子 发射和电子光学理论基础上，结合了高增益、 低噪声、高频率响应和大信号接收区等特征， 是一种具有极高灵敏度和超快时间响应的光 敏电真空器件，可以工作在紫外、可见和近 红外区的光谱区。
PN结有同质结和异质结两种。用同一种半导体材料 制成的 PN 结叫同质结 ，由禁带宽度不同的两种半导体 材料制成的PN结叫异质结。
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光敏二极管的反向偏置接法
在没有光照时， 由于二极管反向偏置， 所以反向电流很小，这 时的电流称为暗电流， 相当于普通二极管的反 向饱和漏电流。当光照 射在二极管的PN结（上 时，在PN结附近产生的 电子-空穴对数量也随 之增加，光电流也相应 增大，光电流与照度成 正比。
缺点：响应时间长、频率特性差、强光线性差、
受温度影响大等。
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光敏电阻的分类与用途
根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电
阻器。
1、紫外光敏电阻器。对紫外线较灵敏，用于探测紫
外线。
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2、红外光敏电阻器。广泛用于导弹制导、天文探测、
非接触测量、人体病变探测、红外光谱，红外通信等国防、
科学研究和工农业生产中。
3、可见光光敏电阻器。主要用于各种光电控制系统，
如光电自动开关门户，航标灯、路灯和其他照明系统的自
动亮灭，自动给水和自动停水装置，机械上的自动保护装
置和"位置检测器",极薄零件的厚度检测器，照相机自动
曝光装置，光电计数器，烟雾报警器，光电跟踪系统等方
面。
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光敏电阻的应用
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三、光敏晶体管
光敏晶体光有光敏二极管和光敏三极光
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光敏电阻
光敏二极管
光敏三极管
光电管
光电倍增管
光电池
红外线传感器
紫外线传感器
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一、光电效应
光电效应是指物体吸收光能之后，由该 物体中某些电子的能量而产生的电效应。
光电效应可分为 1、外光电效应 2、内光电效应
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1、外光电效应
当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，
称为外光电效应。
根据该效应原理工作的器件有光电管和光电倍增管。
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2、光敏三极管
光敏三极管有两个PN结。与普通三极管 相似，有电流增益，灵敏度比光敏二极管高。 多数光敏三极管的基极没有引出线，只有正 负（c、e）两个引脚，所以其外型与光敏二 极管相似，从外观上很难区别。
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光敏三极管的外形
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光敏晶体管的应用
1、光敏二极管的光照特性线性较好，适合 做检测元件。 2、光敏三极管在照度小时，光电流随照度 增加而较小，且在大电流时有饱和现象，因 此，光敏三极管不适于弱光或者强光的检测。 应用于光纤通信、红外线遥控器、光电耦合 器、控制伺服电机转速的检测、光电读出装 置等场合。