光电器件及应用

上一页 下一页 返回
任务１认识光敏电阻的应用电路及产品
• (３) 在明暗环境发生变化的情况下， 对比电路结构和光敏电阻在电 路中的工作情况。
• (４) 在规定课时内完成几个应用电路的认识。
• 相关知识
• 一、光敏电阻调光电路 • 光控调光电路工作原理是当周围光线变弱时引起光敏电阻ＲＧ 的阻
值增加， 使加在电容Ｃ 上的分压上升， 进而使可控硅的导通角增大 ， 达到增大照明灯两端电压的目的； 反之， 若周围的光线变亮， 则 ＲＧ 的阻值下降，导致可控硅的导通角变小， 照明灯两端的电压也 同时下降， 使灯光变暗，从而实现对灯光照度的控制， 如图２ －２ 所示。
上一页 下一页 返回
任务１认识光敏电阻的应用电路及产品
• １.光敏电阻分类 • 根据光敏电阻器的光谱特性， 光敏电阻器可分为以下几类: 紫外光敏 • 电阻器， 用于探测紫外线； 可见光敏电阻器， 主要用于自动控制、
光电跟踪以及照相机的自动曝光等场合； 红外光敏电阻器， 主要用 于导弹制导、光报警装置、人体病变探测、红外通信等工作中。 • ２.光敏电阻结构组成 • 在一块均匀光电导体两端加上电极， 贴在硬质玻璃、云母、高频陶 瓷或其他绝缘材料基板上， 两端接有电极引线， 封装在带有窗口的 金属或塑料外壳内， 如图２ －１ 所示。
内光电效应按其工作原理可分为两种， 即光电导效应和光生伏特效 应。 • １.光电导效应 • 光电导效应可分为本征光电导效应与杂质光电导效应两种。 本征半 导体或杂质半导体价带中的电子吸收光子能量跃入导带产生本征吸收 ， 导带中产生光生自由电子， 价带中产生光生自由空穴。 光生电子 与空穴使半导体的电导率发生变化。 这种在光的作用下由本征吸收 引起的半导体电导率的变化现象， 称为本征光电导效应。
上一页 下一页 返回
任务１认识光敏电阻的应用电路及产品
• 四、照相机自动曝光电路 • 照相机的自动曝光控制， 最早是以曝光表表头控制的速度优先光圈
自动的方式实现的。 目前在自动控制中这种方式已被淘汰， 而主要 应用电子快门(光圈优先快门自动) 和电子程序快门来实现。 平视取 景镜头快门照相机中， 目前主要采用电子程序快门来实现自动曝光 。 而在单镜头反光照相机中的自动曝光控制则主要是应用焦平面电 子快门。 如图２ －６ 所示， 光照强度强时， 曝光时间短； 光照强 度弱时， 曝光时间长。
上一页 下一页 返回
任务１认识光敏电阻的应用电路及产品
• 五、火焰检测报警器 • 火焰检测报警器是当物质燃烧时， 在产生烟雾和放出大量气体时，
也会产生可见或不可见的光辐射。 该报警器也称为感光式火灾探测 器， 是用于响应火灾的光特性， 即感应火焰燃烧的光照强度和火焰 的闪烁频率， 如图２ －７ 所示。 • 六、光敏电阻的特点 • 优点: 光敏电阻具有光谱特性好、允许的光电流大、灵敏度高、使用 • 寿命长、体积小、无极性、使用方便等优点， 所以应用广泛。 此外 ， 许多光敏电阻对红外线敏感， 适宜在红外线光谱区工作。 • 缺点: 响应时间长， 频率特性差， 强光线性差， 受温度影响大。 型 号相同的光敏电阻参数参差不齐， 并且由于光照特性的非线性， 不 适宜在测量要求线性的场合工作， 常用作开关式光电信号的传感元 件。
上一页 下一页 返回
任务１认识光敏电阻的应用电路及产品
• 二、光敏电阻光控开关电路 • 以光敏电阻为核心元件的带继电器控制输出的光控开关电路有许多形
式， 如自锁亮激发、暗激发及精密亮激发、暗激发等。 • １.暗激发继电器开关电路 • 一种简单的暗激发继电器开关电路工作原理: 当照度下降到设置值时 • 由于光敏电阻阻值上升激发ＶＴ１ 导通， ＶＴ２ 的激励电流使继电器
下一页 返回
任务１认识光敏电阻的应用电路及产品
• ２.光生伏特效应 • 光生伏特效应是基于半导体ＰＮ 结基础上的一种将光能转换成电能
的效应。 当入射光的辐射作用在半导体ＰＮ 结上产生本征吸收时， 价带中的光生空穴与导带中的光生电子在ＰＮ 结内建电场的作用下 分开， 形成光生伏特电压或光生电流的现象。 • 二、光敏电阻概述 • 光敏电阻器是一种电导率随吸收的光量子多少而变化的电子元件。 当某种物质受到光的照射时， 载流子浓度增加， 从而增加了电导率 ， 这就是光电导效应。 这种附加的电导称为光电导。 利用具有光电 导效应的材料(如Ｓｉ、Ｇｅ 等本征半导体与杂质半导体以及ＣｄＳ 、ＣｄＳｅ、ＰｂＳ 等) 可以制成电导率随入射光辐射量变化而变化 的器件， 这类器件被称为光电导器件。
工作， 常开触点闭合， 常闭触点断开， 实现对外电路的控制， 如图 ２ －３ 所示。
上一页 下一页 返回
任务１认识光敏电阻的应用电路及产品
• ２.暗激发时滞继电器开关电路 • 其工作原理是当照度下降到设置值时由于光敏电阻阻值上升使运放Ｉ
Ｃ的反相端电位升高， 其输出激发ＶＴ 导通， ＶＴ 的激励电流使继 电器工作，常开触点闭合， 常闭触点断开， 实现对外电路的控制， 如图２ －４ 所示。 • 三、照明灯的光电控制电路 • 其工作原理是晚上光线很暗， ＣｄＳ 光敏电阻ＲＧ 阻值很大， 流过 继电器的电流很小， 使继电器不动作， 路灯接通电源点亮。 早上， 天渐渐变亮，即照度逐渐增大， ＣｄＳ 光敏电阻ＲＧ 受光照后阻值 变小， 流过继电器的电流逐渐增大， 当照度达到一定值时， 流过继 电器的电流足以使继电器动作，使其闭合， 如图２ －５ 所示。
情境二 光电器件及应用
• 任务１ • 任务２
产品
• 任务３ • 任务４
认识光敏电阻的应用电路及产品 认识光电二极管、 光电三极管的应用
认识硅光电池的应用电路及产品 认识 ＬＥＤ 的应用电路及产品
返回
任务１认识光敏电阻的应用电路及产品
• 任务描述
• 一、内光电效应 • 被光激发所产生的载流子(自由电子或空穴) 仍在物质内部运动， 使 • 物质的电导率发生变化或产生光生伏特的现象， 称为内光电效应。
上一页 下一页 返回
任务１认识光敏电阻的应用电路及产品
• 三、光敏电阻应用电路测量 • 光敏电阻Baidu Nhomakorabea于半导体光敏器件， 除具有灵敏度高、反应速度快、光
谱特性及Ｒ 值一致性好等特点外， 在高温、潮湿的恶劣环境下， 还 能保持高度的稳定性和可靠性。 可广泛应用于照相机、太阳能庭院 灯、草坪灯、验钞机、石英钟、音乐杯、礼品盒、迷你小夜灯、光声 控开关、路灯自动开关以及各种光控玩具、光控灯饰、灯具等自动开 关控制领域。 光敏电阻应用测量内容主要包括: • (１) 任务实施过程中， 找准光敏电路控制电路结构。 • (２) 根据任务描述， 在教师指导下正确使用仪器仪表， 得到所安排 的测量要求。