《课光电传感器》PPT课件

《《课光电传感器》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第10课、11课光电式检测技术教材：P135RamonPallas-Areny:306光电管、光电倍增每个光子所具有的能量E为:E＝hν式中h—普朗克常数，6.626×10-34（J·S）ν—光的频率(Hz)。Anode=阳极Cathode=阴极K光电管结构示意图和连接电路AKAKAKIRLE入射光入射光光电管的特性1光电特性光电特性表示当阳极电压一定时，阳极电流I与入射在光电阴极上光通量之间的关系。在很大区间上具有线性关系，但随着光强的增大，非线性加重。100.10.20.30.480604020I/mAF/lm2光电管的特性光谱特性由于光电阴极对光谱有选择性，因此光电管对光

2、谱也有选择性。保持光通量和阳极电压不变，阳极电流与光波长之间的关系叫光电管的光谱特性。曲线1为铯氧银阴极管的特性曲线2为锑化铯阴极管的特性曲线3为人眼视觉特性109876543210相对灵敏度紫外蓝绿橙红外线1320.20.40.60.81.00光电管的特性光谱特性光电管的特性伏安特性当入射光的的频谱及光通量一定时，阳极电流与阳极电压之间的关系叫伏安特性。当阳极电压比较低的时候，阴极所发射的电子只有一部分到达阳极，其余部分受光电子在真空中运动时所形成的负电场作用，回到源点阴极。随着阳极电压的增高，光电流随之增大。当阴极发射的电子全部到达阳极时，阳极电流便很稳定，称为饱和状态。1

3、0020020151050I/mAU/V0.15lm0.10.05光电倍增管一般阳极和阴极之间电压是1000V～2500V，两个相邻倍增极之间的电位差为50V～100V。如果设每个电子落到任一倍增极上都打出d个电子，则阳极电流为I=i0dn式中:i0—光电阴极发出的光电流；n—光电倍增极数(一般9-11个)光电倍增管的灵敏度高，频率特性好，频率可达108Hz或更高，但它需要高压直流电源，价贵、体积大，经不起机械冲击。此外，由于其灵敏度很高，所以不能承受强光照射，否则将会导致光电倍增管损坏AKD1D3D2D4夜视镜光敏电阻LDRLightDependentResistor一般是半

4、导体器件。其电阻的大小与光强成反比。非线性较强。光敏电阻的阻值随光照度的增加而减小，当光照停止，其阻值又恢复原值。光敏电阻的种类很多，最常见的是硫化鎘和硒化鎘制成的器件。光敏电阻的暗电流是指电压一定、无光照的情况下通过电阻的电流。光敏电阻的暗电流一般也是随温度的升高而增大。内光电效应及相应的器件光敏电阻的主要特性光照特性电路伏安特性和频率特性10080604020频率特性1硫化鎘2硫化铅12I/%f/Hz010101010234光谱特性l硫化鎘2硒化鎘I/%l/nm12481216100806040200光谱特性：对不同波长的光(蓝光红光紫光。)的敏感能力频率特性：亮度作周

5、期变换时，光敏电阻的跟随能力与其它光电器件比较而言，一般光敏电阻的频响不是很好，因此只能用在低速、无特别精度要求的场合。底端傻瓜照相机路灯照明控制光敏二极管＋光谱特性入射光的波长缩小时，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，透入深度小，在表面激发的电子空穴对不能达到PN结，因而灵敏度下降。硅和锗光敏二极管(晶体)管的光谱特性曲线相对灵敏度(%)481012141618202220406080100硅锗波长(X100nm)频率特性光敏管的频率响应是指用具有一定频率的调制光照射时，光敏管输出的光电流(或负载上的电压）随频率的变化关系。光敏管的频率响应与本身的物理结

6、构、工作状态、负载以及入射光波长等因素有关。对于锗管，入射光的调制频率要求在5kHz以下，硅管的频率响应要比锗管好.0100500100050001000010080604020(H)硅光敏晶体管频率响应曲线相对灵敏度％暗电流的温度特性Exponentialincreasesinthethermallyexcitedelectron-holepairsresultinginincreasingdarkcurrent.Thisleakagedoublesforeach8to10degCtemperatureincrease.1000100101Temperature,DegCDa

7、rkCurrentvsTemperatureRelativeDarkCurrent0102030405060708090100光照特性光伏应用光照特性中,开路电压与照度的关系呈现严重的非线性,因此不能用来测量光强等线性应用的场合;而短路电流却有非常好的线性,因此常被采用.0.30.20.102004000.60.40.20光生电流（mA）照度（lx）光生电压（V）开路电压短路电流应用电路1光电应用电压输出速度较慢非线性大＋eoRLPlBasicPhotovoltaicCircuit零偏应用电