光敏二極體與光敏三極體各自特點以及工作原理、應用電路

2020-12-03 大年君愛好電子

一、光敏二極體

光敏二極體是一種採用PN結單向導電性能的結型光電器件,也叫光電二極體,能夠將光信號變成電信號的探測器件,通過在PN結加上反向電壓,在光的照射下反嚮導通,光敏二極體所用材料一般有矽、鍺等。如下圖是光敏二極體的外形結構與符號。

光敏二極體一般有ZDU型和ZCU型兩種。一般常用的是ZCU型,它是全密封、金屬外殼、頂部有玻璃窗口。光敏二極體具有體積小、重量輕、使用壽命長、靈敏度高等特點。

1、光敏二極體主要參數

①最高工作電壓Umax:在無光照射時,光敏二極體反向電流不超過0.lμA時,所加的反向最高電壓值。

②光電流IL:光敏二極體在受到一定光線照射時,在加有正常反向工作電壓時的電流值。

③暗電流ID:在無光照射時,光敏二極體加有正常工作電壓時的反向漏電流。

④響應時間Tr:光敏二極體把光信號轉換為電信號所需的時間。

⑤光電靈敏度:表示光敏二極體對光的敏感程度。

2、光敏二極體應用

光敏二極體有PN結型、PIN結型、雪崩型以及肖特基結型4種,其中應用較多的是用矽材料製成的PN結型光敏二極體。光敏二極體主要用於自動控制。如光耦合、光電讀出裝置、紅外線遙控裝置、紅外防盜、路燈的自動控制、過程控制、編碼器、解碼器等。

3、光敏二極體檢測

1)光敏二極體引腳的區分通常直接查看光敏二極體的引腳長短即可區分:引腳長的為正極(P極),引腳短的為負極(N極)

2)對於有色點或管鍵標識的管子,其靠近標識的一腳為正極,另一腳為負極。

3)用萬用表的區別方法是將萬用表置於Rx1k擋,用擋板擋住管子的受光窗口,用紅、黑表筆對調測出兩次阻值,其阻值較大的一次測量中(反向阻值),紅表筆所接的引腳為正極,黑表筆所接的引腳為負極。

二、光敏三極體

光敏三極體的結構與一般晶體三極體相似,其內部有兩個PN結,其發射結與光敏二極體一樣具有光敏特性,集電結與普通電晶體一徉可以獲得電流增益,因此光敏三極體比光敏二極體具有更高的靈敏度.它在把光信號變為電信號的同時.還放大了信號電流、即具有放大作用。光敏三極體所用材料與光敏二極體材料相同,亦有PNP與NPN兩種類型。如圖是光敏三極體的原理結構圖與電路圖符號。

1、光敏三極體主要參數

①光電流IL:在規定的光照下,當施加規定的工作電壓時,流過光敏三極體的電流,稱為光電流IL。若光電流越大,說明光敏三極體的靈敏度越高。

②暗電流ID:在無光照的情況下,集電極與發射極間的電壓為規定值時,流過集電極的漏電流,稱為光敏三極體的暗電流。

③溫度特性:溫度對光敏三極體的暗光流ID和光電流IL都會產生影響。

④伏安特性:光敏三極體的伏安特性是指:在給定光照度下,光敏三極體上的電壓與光流IL之間的關係。

⑤最高工作電壓VCE:在無光照下,集電極電流IC為規定的允許值時,集電極與發射極之間的電壓降,稱為最高工作電壓。

⑥最大功率PM:最大功率是指光敏三極體在規定的條件下,能承受的最大功率。

2、光敏三極體的應用

由於光敏三極體具有電流放大作用,因此廣泛應用於亮度測量、測速、光電開關電路、光電隔離場合,例如對於光電耦合器就是利用光敏三極體和發光二極體結合,構成光耦合器,簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸信號,它對輸入、輸出的電信號有良好的隔離作用。值得注意:光敏三極體通常基極不引出,但一些光敏三極體的基極有引出,這種一般用於溫度補償和附加控制等場合。

3、光敏三極體測量

一般的,光敏三極體出線較長的腳為e極,短腳為c極。也可以這樣測量:把光敏三極體對著自然光或燈光,用紅、黑表筆分別接光敏三極體的兩根引出線,然後把紅、黑表筆對調,再去接觸接收管的兩個電極,兩次測量中阻值小的那次,黑表筆接的就是光敏三極體的「C」極。紅表筆接的就是光敏三極體的「E」極。

三、光敏二極體與光敏三極體的區別

1、光敏二極體和光敏三極體都是紅外光電器件。前者由一個PN結組成,後者採用半導體製作工藝製成的具有NPN或PNP結構,兩者有光照射時,都會產生光電流;

2、光敏二極體引腳分正負,但是光敏三極體一般只有c極和e極,兩者外觀看起來一樣,很難區分,要注意型號;

3、光敏三極體和光敏二極體都能把感受到的光信號變成電信號,但是光敏三極體的基區是接受光的地方,所以基區面積做得比普通三極體要大,它所轉換的光電流要比光敏二極體大幾十倍甚至幾百倍;

4、光敏二極體的光電流小,輸出特性線性度好,響應時間快;光敏三極體的光電流大,輸出特性線性度較差,響應時間慢。

因此:一般要求靈敏度高,工作頻率低的開關電路,選用光敏三極體,而要求光電流與照度成線性關係或要求在高頻率下工作時,應採用光敏二極體。

相關焦點

  • 光敏傳感器的工作原理及其應用
    光傳感器是目前產量最多、應用最廣的傳感器之一,它在自動控制和非電量電測技術中佔有非常重要的地位。最簡單的光敏傳感器是光敏電阻,當光子衝擊接合處就會產生電流。   光敏傳感器的工作原理:   光傳感器是利用光敏元件將光信號轉換為電信號的傳感器,它的敏感波長在可見光波長附近,包括紅外線波長和紫外線波長。
  • 淺談:PD光敏二極體
    PD光敏二極體與發光二極體在結構上是類似的,其晶片是一個具有光敏特徵的PN結,具有單向導電性,正向電阻小,反向電阻大,因此工作時需加上反向電壓
  • 光敏電阻如何實現光控開關電路控制
    光敏電阻簡介光敏電阻是一種利用特殊材料製作而成、具有在特定波長的光照射下,阻值迅速減小的一種特殊電阻,它的工作原理是基於內光電效應,對光線非常敏感,它隨著光照的增強阻值變低,在無光照時,呈現高阻狀態,利用這個特性可以在製作光控開關電路,同時在監控攝像機、光控玩具、調光電路、室內光線控制廣泛應用
  • 光電傳感器的工作原理與電路原理圖解析
    打開APP 光電傳感器的工作原理與電路原理圖解析 發表於 2017-05-25 14:33:53   光電傳感器
  • 光敏二極體與發光二極體區別
    二極體種類有很多,按照所用的半導體材料,可分為鍺二極體(Ge管)和矽二極體(Si管)。根據其不同用途,可分為檢波二極體、整流二極體、穩壓二極體、開關二極體、隔離二極體、肖特基二極體、發光二極體、矽功率開關二極體、旋轉二極體等。按照管芯結構,又可分為點接觸型二極體、面接觸型二極體及平面型二極體。
  • 如何用光敏電阻實現光控開關的電路控制?
    所以可以利用這個特性來搭建感光電路,並配合繼電器/三極體/MOS管等來實現光控開關。下面介紹利用光敏電阻、三極體、繼電器來實現光電開關的電路。1.什麼是光敏電阻光敏電阻的工作原理是基於內光電效應,光敏電阻對光線十分敏感,在沒有光照的情況下,光敏電阻呈現較高阻值的狀態,在強光照下其阻值迅速的減小,而呈現較低的阻值。下圖是光敏電阻的實物圖和特性曲線。
  • 三極體組成的光控開關電路原理圖_四款光控開關電路圖
    工作原理:   電路如圖192 所示。由三極體VT1、光電二極體等組成光接收電路。每接收到光照一次,就使由三極體VT2、VT3組成的雙穩態電路發生翻轉,通過三極體VT4 去驅動繼電器K 工作,以控制家用電器的電源開關。   電路圖二:   聲光控節能燈座節電效果顯著,採用該燈座白天燈不亮,夜間有聲音燈即亮 該燈座電路簡潔,聲控部分採用了駐極體話筒,電路見附圖所示
  • 用光敏器件實現光電報警的實驗
    、光電二極體、光電三極體、光耦等。本實驗中使用了光電二極體和光電三極體。光電二極體和光電三極體都是兩條引腳的元件,光電三極體沒有基極引出腳,它們的外形與LED相似。光電二極體分為發射管和接收管;光電三極體一般用於接收,但它的接收靈敏度比光電二極體高得多。   市場上的光電管種類很多,許多是以對管的形式出售,對管的發射管和接收管工作在相同的光波波段,接收管只對發射管發出的光波敏感。
  • 三種常用的三極體開關電路總結
    三極體開關電路作為工程師們平時最長應用的電路系統之一,具有設計簡單、應用範圍廣泛等特點,對於很多新人工程師而言
  • 二極體、三極體符號 - 如何看懂電路圖:關鍵電氣符號詳解
    能夠說明它們工作原理的是電原理圖,簡稱電路圖。  電路圖有兩種,一種是說明模擬電子電路工作原理的。它用各種圖形符號表示電阻器、電容器、開關、電晶體等實物,用線條把元器件和單元電路按工作原理的關係連接起來。這種圖長期以來就一直被叫做電路圖。  另一種是說明數字電子電路工作原理的。
  • 液晶顯示器電源電路的結構和工作原理詳解
    二、液晶顯示器電源電路的工作原理 液晶顯示器的電源電路一般採用開關電路方式,此電源電路將交流220V輸入電壓經過整流濾波電路變成直流電壓,再由開關管斬波和高頻變壓器降壓,得到高頻矩形波電壓,最後經整流濾波後輸出液晶顯示器各個模塊所需要的直流電壓。 下面以AOCLM729液晶顯示器為例講解液晶顯示器電源電路的工作原理。
  • 輕鬆看懂光敏電阻式電源相線、零線自動校正電氣控制線路圖
    圖12—12圖12—12 光敏電阻式電源相線、零線自動校正電氣控制線路圖(a)自動校正電路;(b)發光二極體VD7KA繼電器線圈中的電流受VT1的控制,VT1則受光敏電阻RG受光狀態的控制。VD7是一隻白色發光二極體,可作為照射光源與RG配合使用。兩者是用一根直徑為6mm的黑色塑料管(長約為10mm),一端裝入光敏電阻一,另端裝入白色發光二極體VD7,兩頭用黑漆封牢而成的,如圖12—12(b)所示。這樣,當VD7導通發光時,RG的電阻值就會變小,呈低阻態;當VD7不發光時,RG呈高阻態。
  • 光控電路的工作原理
    光控電路的特點是根據環境光的變化進行自動控制,在照明控制、報警電路、電子玩具等領域得到廣泛應用。光控路燈控制器光控路燈控制器能夠實時檢測環境光,並依據環境光的變化自動控制路燈的開啟或關閉。光敏二極體VD 11 、VD 12 分別構成光控A和光控B電路。與非門D 1 、D 2 構成RS觸發器,D 3 、D 4 構成門控多諧振蕩器。 R 5 、 C 2 和 R 6 、 C 3 等分別構成積分電路A和積分電路B,電晶體VT 1 、VT 2 和VT 3 、VT 4 分別構成兩個達林頓複合管射極跟隨器,用作緩衝級並驅動發光二極體。VD 1 ~VD 10 是10個變色發光二極體。
  • 穩壓二極體工作原理、應用電路、過壓保護電路介紹
    穩壓二極體可以串聯起來以便在較高的電壓上使用,通過串聯就可獲得更高的穩定電壓。二、穩壓二極體工作原理穩壓二極體的伏安特性曲線的正向特性和普通二極體差不多,反向特性是在反向電壓低於反向擊穿電壓時,反向電阻很大,反向漏電流極小。但是,當反向電壓臨近反向電壓的臨界值時,反向電流驟然增大,稱為擊穿,在這一臨界擊穿點上,反向電阻驟然降至很小值。
  • 8050三級管開關電路圖大全(七款8050三級管開關電路設計原理圖詳解)
    三極體8050是非常常見的NPN型晶體三極體,在各种放大電路中經常看到它,應用範圍很廣,主要用於高頻放大。也可用作開關電路。 工作原理 三極體8050是一種控制元件,主要用來控制電流的大小,有三個極,分別叫做集電極C、基極B、發射極E。
  • 幾種光電耦合器件及應用電路
    作為在近幾年當中迅速崛起的一種半導體光電器件,光電耦合器擁有很多優點,比如體積小、壽命長,能在幹擾較強的環境下工作等。因此,光電耦合器開始被大量的應用在電子電路設計工業控制領域當中。光電耦合器能夠在電路中起到代替繼電器、變壓器等器件的作用,而用於隔離電路、開關電路、數模轉換、邏輯電路、過流保護、長線傳輸、高壓控制及電平匹配等。在本文當中,將為大家介紹幾種光電耦合器件及應用電路,供大家參考與開拓。器件選擇三極體輸出型光電耦合器三極體輸出型光電耦合器電路如圖1中(a)所示,它是由兩部分組成的。
  • PNP 和NPN型三極體,放大電路工作原理,類似水龍頭?
    兩個P型中間夾N型組合我們稱作PNP型三極體;同理兩個N型中間夾P型就是NPN型三極體;如下圖所示:三、工作原理:N型和P型半導體按照特定的工藝要求組合形成PN結,然後在PN結、N型和P型這三塊材料分別引出三個電極發射極E、集電極C和基極B。
  • 聲控燈原理
    簡單的來說:聲控燈是通來麥克風把聲音信號換轉為電信號,然後通來放大電路放大到必要的功率以控制開關電路!(本大多數情況下:開關電路是由三極體組成的,當然也可以加別的元器件,如繼電器等。白天你放鞭炮它都不會亮,其原理如下:  1、轉變電壓,一般中國的聲控燈的電壓都是標準的220v交流電,所以我國的聲控燈都是以220v交流電為標準的,通過燈泡將其轉變成直流的脈動電壓。  2、形成電流,在白天的時候,光線比較強的時候,聲控燈的光敏二極體D呈現出底阻狀態,這時候聲控燈的三極體v就截止了,它的發射極沒有電流輸出。
  • 光耦合器的電路設計與光耦隔離繼電器的保護電路設計
    它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用,所以,它在各種電路中得到廣泛的應用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成:光的發射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅動發光二極體(LED),使之發出一定波長的光,被光探測器接收而產生光電流,再經過進一步放大後輸出。
  • 實例分析遙控電路的工作原理
    該集成電路內部包含有前置放大器、限幅放大器、帶通濾波器、檢波器、積分器和整形電路,接收中心頻率為40kHz,可通過改變 R 12 進行微調。VD 11 是紅外光敏二極體。,使後續電路工作。(1)電路工作原理圖3-41所示為紅外控制波斯貓電路圖,包括5大部分:①由紅外發射管VD 1 等組成的紅外發射電路;②由紅外光敏管VD 2 等組成的紅外接收電路;③由電晶體VT 1 、VT 2 等組成的延時電路;④由聲效集成電路IC和電晶體VT 3 等組成的聲音產生和功放電路;⑤由電晶體VT 4 和發光二極體VD 3 、