光电检测课程设计指导书

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1、课程设计指导书声光控延时照明电路的设计与制作物理学院光科12专用扬州大学物理教学实验中心2015年11月光电检测课程设计任务书项目名称：声光控延时照明电路一、设计目的根据光电检测技术知识，以及可获得技术书籍与电子文档，初步形成电子设计过程中收集、阅读及应用技术资料的能力；熟悉电子系统设计的一般流程；掌握分析电路原理、工程计算及对主要技术性能进行测试的常见方法；学会使用电路仿真分析软件在计算机上进行电路设计与分析的方法。二、任务与要求设计一个声光触摸三控延时照明电路，满足以下基本要求：（1）在白天，光照好，不管过路者发出多大声音，都不会使

2、灯泡发亮。（2）夜晚光暗，过路者发出声响，电路就会控制灯泡点亮。（3）人走后，几十秒后自动关闭。（4）当声控和光控两个电路一方或同时损坏时，就由按键开关控制电路继续正常工作，提供照明。（5）负载采用手电筒常用的3.8V/0.3A小电珠。光控部分采用可见光光敏电阻，声控部分采用驻极体电容话筒。系统采用四节干电池供电。实验室提供主要元器件如下：NE555CD4011驻极体电容话筒光敏电阻三极管小灯泡电阻、电容等三、任务安排1周次工作日工作内容1布置课程设计任务书第2一方案的选择，设计电路元器件有关资料的收集3周4整体电路设计1电路组装调试第

3、2根据调试结果，改进电路二3撰写课程设计说明书周4交课程设计报告四、课程设计报告要求1、任务说明2、目录3、正文（1）总体方案框图设计（2）单元电路具体设计（3）计算器件参数值（4）选择相关元器件（5）画出总体设计电路图（6）组装调试的内容，如使用的主要仪器和仪表、调试电路的方法和技巧、测试的数据和波形并与计算结果进行比较分析、调试中出现的故障、原因及排除方法。4、课程设计的收获及体会5、参考文献6、元件清单2附录1.光控电路在电子电路中，常用光敏器件构成光控电路。所谓光敏器件通常是指能将光能转变成为电信号的半导体传感器。常用的光敏器件

4、有光敏电阻、光敏二极管和光敏三极管。1.1.光敏电阻的制作材料及其结构原理光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。它在光线的作用下其阻值往往变小，这种现象称为光导效应，因此，光敏电阻又称光导管。用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，然后接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可

5、跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。如图1所示。3图1光敏电阻结构示意图及图形符号在本设计中光敏电阻是RL，正如原理所说

6、，在白天由于光照强度大，RL光敏电阻的阻值很小，前一级电信号来时，由于阻值小使得RL两端的电压很低，无法使后一级电路正常工作，从而使灯炮在白天不会亮；在而夜晚光敏电阻RL的阻值很大，前一级来信号时，由于阻值大使得RL两端的电压高，所以能够使下一级正常工作。1.2.光敏电阻器的特性及主要参数光敏电阻器是根据半导体的光敏导电效应制成的，使用时给它施加以直流或交流偏压。它是用硫化镉(CdS)或硒化镉(CdSe)材料制成的特殊电阻器，它对光线非常敏感。无光线照射时呈高阻态，暗阻值一般可达1．5M欧姆以上；有光照时材料中变激发出自由电子与空穴，使

7、其电阻减小，随着照度的增高，电阻值迅速降低，亮阻值可小至1k欧姆以下。可见光敏电阻的暗值与亮阻值之比约为1500倍，暗阻愈高愈好。光敏电阻器的外型及符号如图所示。其结构特征是把条状的光敏材料封装在圆形管壳内，有的还用玻璃透明材料制成防护罩。和普通电阻器一样，它也有两根引线。光敏电阻器的主要参数见表1：4表1几种光敏电阻器的参数峰值时间极限消耗亮阻暗阻工作温度材型号波长常数电压功率/k/k/(°C)料/nm/ms/V/mVLXD35268～20500540-150-30～7050CdSLXD353718～502000540-150-30～

8、7050CdSLXD354845～1405000540-150-30～7050CdSMG45-1≤2～101～10-≤2050-40～7010CdSMG45-2≤2～101～10-≤2085-40～7020