袁勤08406052033学年论文

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1、光电传感器的发展与应用袁勤（琼州学院电了信息工程学院海南三亚572200）摘要：在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程屮的各个参数，使设备T作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此，传感器是衡量一个国家科学技术现代化的重要标志。木文列举了传感器在一些领域里的应用，并阐述了当前传感器的发展现状以及发展趋势，并分析我国传感器技术发展的若干问题及发展方向。关键词：光电效应；光电器件；光电传感器；发展趋势1光电效应和光电器件1.1光电效应它是光照射到某些物质上，使该物质的电特性发生变化的

2、一种物理现彖，可分为外光电效应和内光电效应两类。外光电效应是指，在光线作用下物体内的电子逸出物体表而向外发射的物理现象。光子是以量子化“粒子”的形式对可见光波段内电磁波的描述。光子具有能量hv,h为普朗克常数，v为光频。光子通星则和应于光强。外光电效应由爱因斯坦光电效应方程描述：hv=l/2*mv0的平方式中ni为电子质量，v0为电子逸出速度。当光子能量等于或大于逸出功时才能产生外光电效应。因此每一种物体都有一个对应于光屯效应的光频阈值，称为红限频率。对于红限频率以上的入射光，外生光电流与光强成正比。内光电效应又分为光电导效

3、应和光生伏打效应两类。光电导效应是指，半导体材料在光照下禁带小的电子受到能量不低于禁带宽度的光子的激发而跃迁到导带，从而增加电导率的现彖。能量对应于禁带宽度的光子的波长称光电导效应的临界波长。光生伏打效应是指光线作用能使半导体材料产生一定方向电动势的现象。光生伏打效应乂可分为势垒效应（结光电效应）和侧向光电效应。势垒效应的机理是在金属和半导体的接触区（或在PN结）中，电子受光子的激发脱离势垒（或禁带）的束缚而产生电子空穴对，在阻挡层内电场的作用下电子移向N区外侧，空穴移向P区外侧，形成光生电动势。侧向光电效应是当光电器件頌感

4、面受光照不均匀时，受光激发而产生的电子空穴对的浓度也不均匀，光电传感器的发展与应用袁勤（琼州学院电了信息工程学院海南三亚572200）摘要：在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程屮的各个参数，使设备T作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此，传感器是衡量一个国家科学技术现代化的重要标志。木文列举了传感器在一些领域里的应用，并阐述了当前传感器的发展现状以及发展趋势，并分析我国传感器技术发展的若干问题及发展方向。关键词：光电效应；光电器件；光电传感器；发展趋势1光电效应和光电器件1.

5、1光电效应它是光照射到某些物质上，使该物质的电特性发生变化的一种物理现彖，可分为外光电效应和内光电效应两类。外光电效应是指，在光线作用下物体内的电子逸出物体表而向外发射的物理现象。光子是以量子化“粒子”的形式对可见光波段内电磁波的描述。光子具有能量hv,h为普朗克常数，v为光频。光子通星则和应于光强。外光电效应由爱因斯坦光电效应方程描述：hv=l/2*mv0的平方式中ni为电子质量，v0为电子逸出速度。当光子能量等于或大于逸出功时才能产生外光电效应。因此每一种物体都有一个对应于光屯效应的光频阈值，称为红限频率。对于红限频率以

6、上的入射光，外生光电流与光强成正比。内光电效应又分为光电导效应和光生伏打效应两类。光电导效应是指，半导体材料在光照下禁带小的电子受到能量不低于禁带宽度的光子的激发而跃迁到导带，从而增加电导率的现彖。能量对应于禁带宽度的光子的波长称光电导效应的临界波长。光生伏打效应是指光线作用能使半导体材料产生一定方向电动势的现象。光生伏打效应乂可分为势垒效应（结光电效应）和侧向光电效应。势垒效应的机理是在金属和半导体的接触区（或在PN结）中，电子受光子的激发脱离势垒（或禁带）的束缚而产生电子空穴对，在阻挡层内电场的作用下电子移向N区外侧，空

7、穴移向P区外侧，形成光生电动势。侧向光电效应是当光电器件頌感面受光照不均匀时，受光激发而产生的电子空穴对的浓度也不均匀，电了向未被照射部分扩散，引起光照部分带正电、未被光照部分带负电的一种现象。1.2光电器件基于外光电效应的光电敏感器件有光电管和光电倍增管。基于光电导效应的有光敏电阻。基于势垒效应的有光电二极管和光电三极管（见半导体光敏元件）。基于侧向光电效应的有反转光敏二极管。2光电传感器光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测屋的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传

8、感器-•般由光源、光学通路和光电元件三部分组成如图（l）o光源一►信号可用信号电子测!图（1）光电式传感器结构图光电传感器是齐种光电检测系统屮实现光电转换的关键元件。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测和控制