习题参考答案7-光电式传感器

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1、习题7七、光电式传感器习题7・1•一光电管与5kQ电阻串联，若光电管的灵敏度为30pA/lm,试计算当输出电压为2V时的入射光通量。解：外光电效应所产生的电压为匕=IRl=K（pRLRl负载电阻，I光电流，0入射光通量。K光电管的灵敏度，单位A/hn。入射光通量为（P=——KRl230x10~6x5000=13.13lm7・2•如图所示电路为光控继电器开关电路。光敏电阻为硫化镉器件，其暗电阻&）=10MQ,在照度E=1001x时，亮电阻RLt=5胚2,三极管的卩值为50,继电器J的吸合电流为10mA,计算继

2、电器吸合时需要多大照度？硫化镉暗电阻/?（）=10MQ,则暗电导go在照度E=100/x时，亮电阻Rlt=5k^l,亮电导gLt=200/zvo照度在lOOlx范围内可认为光电导是线性变化的。所以由S：=空&dE可求出光电导灵敏度Sg=8l'~8°=200Wo.lxio"=2x10-65//x&E-0100-0当继电器J动作时，加在光敏电阻上的电压V=Vbb-Vbe-rcIe=12—0.7—100x10x10』=10.3V再由式I.=S^VEv且％二/J"。所以照度值Ev10x10—350x2x10“xlO

3、.3=9.7lxo7-3.光敏二极管的光照特性曲线和应用电路如图所示，图中1为反相器，&为201dl,求光照度为多少lx时为高电平。Udd=5VkIu1（i~sv）F^VD『Uo解：当反相器的输入S满足翻转条件u.t<-vDD时，反相器翻转，为高电平。现图中2标明所以S必须小于2.5V,U“才能翻转为高电平。由于光敏二极管的伏安特性十分平坦，所以可以近似地用欧姆定律来计算坊与t/。的关系。V"~°V°d5-25,I.>乙——=_2__=0」25x10」A=0.125mA■%20xl03从图屮可以看出光敏二极

4、管的光照特性是线性的，所以根据比例运算得到/,=0.125mA时的光照度E。Eo_30000.125-0.3所以£（）=Z222xO.125=1250/x.3即光照度E必须大于E（）=1250/^时匕才为高电平。74光电二极管的等效电路如图所示，在入射照度一定时，光电二极管相当于一个恒流源，以Is表示。若光电二极管的结电容Cj=5pF,RL=100kH,求此电路的频率特性的上限频率值。>IIzJy/Jt站卜解：如图is=iG+iL=ujcoCj+—IRl入射光的调制频率升高时，由于结电容的存在，负载上的电流

5、人会减小，当负载电流或端电压U下降为最大（即频率为零时）值的0.707时，称该频率九为上限频率。由上式可知UH=maxG）hRlCj=1当满足COH=—!—时，负载上的电流或电压下降为最大值时的0.707,则得上限频率为RlCjfH=如=—!—==3」8x105Wz2龙2兀RC2^x100x103x5x10-12可见，减小负载电阻/?厶可使上限频率/丹提高。7・5.用硒光电池制作照度计，图为电路原理图，已知硒光电池在lOUlx照度下，最佳功率输出时Vm=0.3V,Im=1.5mAo选用100gA表头改装指示

6、照度值，表头内阻R、】为lkQ,若指针满刻度值为1001X,计算电阻R］和R2的值。解：由题意得匕”=A（/?m+K）当=0.3V时，人=100口4硒光电池运用在最佳功率输出时要满足负载匹配条件，即R,=Ropt由电路图得Rl=/?2

7、

8、（/?；w+&）且R叨今所以r2（心+&）十1m=214・3Q（心+RjW（lxlO'+2xlO3）X]5：二31Xl03+2X，03-..5X10^取R°=220Qo