光电传感器应用技术王庆有第3章节第2节

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1、3.3光敏电阻的配置电路3.3.1基本偏置电路设在某照度Ev下，光敏电阻的阻值为R，电导为g，流过偏置电阻RL的电流为IL用微变量表示而，dR=d(1/g)=(-1/g)dgdg=SdE因此22gv尚辅网http://shangfuwang.com/设iL=dIL，ev=dEv，则加在光敏电阻上的电压为R与RL对电压Ubb的分压，即UR=R/(R+RL)Ubb，因此，光电流的微变量为将式（3-22）代入式（3-21）得（3-21）（3-22）（3-20）（3-23）尚辅网http://shangfuw

2、ang.com/偏置电阻RL两端的输出电压为从式（3-24）可以看出，当电路参数确定后，输出电压信号与弱辐射入射辐射量（照度ev）成线性关系。（3-24）尚辅网http://shangfuwang.com/3.3.2恒流电路在简单偏置电路中，当RL»R时，流过光敏电阻的电流基本不变，此时的偏置电路称为恒流电路。然而，光敏电阻自身的阻值已经很高，再满足恒流偏置的条件就难以满足电路输出阻抗的要求，为此，可引入如图3-13所示的晶体管恒流偏置电路。稳压管DW将晶体三极管的基极电压稳定，即UB=UW，流过晶体

3、三极管发射极的电流Ie为（3-25）尚辅网http://shangfuwang.com/在晶体管恒流偏置电路中输出电压Uo为求微分得将代入（3-27）得（3-27）（3-26）或显然，恒流偏置电路的电压灵敏度SV为（3-28）（3-29）（3-30）尚辅网http://shangfuwang.com/3.3.3恒压电路利用晶体三极管很容易构成光敏电阻的恒压偏置电路。如图3-14所示为典型的光敏电阻恒压偏置电路。光敏电阻在恒压偏置电路的情况下输出的电流IP与处于放大状态的三极管发射极电流Ie近似相等。因

4、此，恒压偏置电路的输出电压为取微分，则得到输出电压的变化量为dUo=－RcdIc=－RcdIe=RcSgUwdφ尚辅网http://shangfuwang.com/3.3.4例题例3-1在如图3-15所示的恒流偏置电路中，已知电源电压为12V，Rb为820Ω，Re为3.3kΩ，三极管的放大倍率不小于80，稳压二极管的输出电压为4V，光照度为40lx时输出电压为6V，80lx时为8V。（设光敏电阻在30到100lx之间的值不变）试求：1）输出电压为7伏的照度为多少？2）该电路的电压灵敏度多少？解:根据

5、图3-15所示的恒流偏置电路中所给的已知条件，流过稳压管DW的电流IW=满足稳压二极管的工作条件，UW=4V，流过三极管发射极电阻的电流超过1mA。尚辅网http://shangfuwang.com/满足稳压二极管的工作条件（1）根据题目给的条件，可得到不同光照下光敏电阻的阻值将Re1与Re2值代入γ值计算公式，得到光照度在40~80lx之间的γ值输出为7V时光敏电阻的阻值应为尚辅网http://shangfuwang.com/此时的光照度可由γ值计算公式获得E3=54.45（lx）（2）电路的电压灵

6、敏度SV尚辅网http://shangfuwang.com/例3-2在如图3-16所示的恒压偏置电路中，已知DW为2CW12型稳压二极管，其稳定电压值为6V，设Rb=1kΩ，RC=510Ω,三极管的电流放大倍率不小于80，电源电压Ubb=12V，当CdS光敏电阻光敏面上的照度为150lx时恒压偏置电路的输出电压为11V,照度为450lx时输出电压为8V,试计算输出电压为9V时的照度（设光敏电阻在100~500lx间的γ值不变）为多少lx？照度到500lx时的输出电压为多少？解分析电路可知，流过稳压二极

7、管的电流满足2CW12的稳定工作条件，三极管的基极被稳定在6V。设光照度为150lx时的输出电流为I1，与光敏电阻的阻值R1，则尚辅网http://shangfuwang.com/同样,照度为300lx时流过光敏电阻的电流I2与电阻R2为R2=680Ω由于光敏电阻在500到100lx间的γ值不变，因此该光敏电阻的γ值应为尚辅网http://shangfuwang.com/当输出电压为9V时，设流过光敏电阻的电流为I3，阻值为R3，则R3=900Ω代入γ值的计算公式便可以计算出输出电压为9V时的入射照度

8、E3E3=196(lx)尚辅网http://shangfuwang.com/由γ值的计算公式可以找到500lx时的阻值R4及三极管的输出电流I4为R4=214ΩI4=24.7(mA)而此时的输出电压UO为UO=Ubb－I4R4=6.7(V)即，在500lx的照度下恒压偏置电路的输出电压为6.7V。尚辅网http://shangfuwang.com/3.4光敏电阻的应用实例3.4.1照明灯的光电控制电路如图3-17所示为一种最简单的由光敏电阻作光电敏感器件