光敏三极管的应用电路精品
光敏三极管
二、菲涅尔透镜 使用热释电信息转换器件时， 使用热释电信息转换器件时，一般前面 需安装菲涅尔透镜， 需安装菲涅尔透镜，外来移动的辐射能 量通过菲涅尔透镜断续的聚光于热释电 使热释电输出相应的电信号。同时， 上，使热释电输出相应的电信号。同时， 菲涅尔透镜也能增加热释电的探测距离。 菲涅尔透镜也能增加热释电的探测距离。 每个透镜都有一个不大的视场，而相邻两个透镜的视场不连续， 每个透镜都有一个不大的视场，而相邻两个透镜的视场不连续，也 不重叠，彼此相隔一个微小的盲区。 不重叠，彼此相隔一个微小的盲区。一种典型的菲涅尔透镜外形如 图所示。 图所示。 视场角度范围如图所示。 视场角度范围如图所示。当辐射物在菲涅尔透镜的视场范围内运动 依次地进入某一单元透镜的视场，又离开这一视场， 时，依次地进入某一单元透镜的视场，又离开这一视场，热释电对 运动的辐射一会儿敏感，一会儿又不敏感，这样不断重复， 运动的辐射一会儿敏感，一会儿又不敏感，这样不断重复，于是运 动的辐射不断的改变热释电表面的温度， 动的辐射不断的改变热释电表面的温度，热释电输出一个又一个对 应的信号。不加菲涅尔透镜时，热释电的探测距离为2米左右， 应的信号。不加菲涅尔透镜时，热释电的探测距离为2米左右，加 上菲涅尔透镜后，探测距离可达10米以上。 10米以上 上菲涅尔透镜后，探测距离可达10米以上。
I c = βI Φ
β为三极管的电流放大极管的电流放大作用可从图(c)说明， 光敏三极管的电流放大作用可从图(c)说明，它与普通三极管在偏 (c)说明 流电路中接一个光敏三极管的作用是完全相同的， 流电路中接一个光敏三极管的作用是完全相同的，只是用由 I b 替代了 I Φ 。 光敏三极管的灵敏度比光敏二极管高，是光敏二极管的数十倍， 光敏三极管的灵敏度比光敏二极管高， 是光敏二极管的数十倍 ， 故输出电流要比光敏二极管大得多，一般为毫安级 毫安级。 故输出电流要比光敏二极管大得多 ， 一般为 毫安级 。但其他特性 不如光敏二极管好，在较强的光照下， 不如光敏二极管好， 在较强的光照下， 光电流与照度不成线性关 频率特性和温度特性也变差， 系 。 频率特性和温度特性也变差 ， 故光敏三极管多用作光电开关 或光电逻辑元件。 或光电逻辑元件。 光敏三极管的输出电路如图(a)所示， 光敏三极管的输出电路如图(a)所示，基本上与光敏二极管输出 (a)所示 电路相同，输出电压的计算也同光敏二极管相同，只是灵敏度S 电路相同，输出电压的计算也同光敏二极管相同，只是灵敏度S 要比光敏二极管的灵敏度大些。 要比光敏二极管的灵敏度大些。 注意，光敏三极管的输出脚同光敏二极管相同， 注意，光敏三极管的输出脚同光敏二极管相同，是二只而不 是三只。 是三只。
光敏三极管的应用
光敏三极管的应用电路图：二.工作原理用于传递模拟信号的光耦合器的发光器件为光敏三极管。
当有电流通过发光二极管时，便形成一个光源，该光源照射到光敏三极管表面上，使光敏三极管产生集电极电流，该电流的大小与光照的强弱，亦即流过二极管的正向电流的大小成正比。
由于光耦合器的输入端和输出端之间通过光信号来传输，因而两部分之间在电气上完全隔离，没有电信号的反馈和干扰，故性能稳定，抗干扰能力强。
三.工作原理用于传递模拟信号的光耦合器的发光器件为光敏三极管。
当有电流通过发光二极管时，便形成一个光源，该光源照射到光敏三极管表面上，使光敏三极管产生集电极电流，该电流的大小与光照的强弱，亦即流过二极管的正向电流的大小成正比。
由于光耦合器的输入端和输出端之间通过光信号来传输，因而两部分之间在电气上完全隔离，没有电信号的反馈和干扰，故性能稳定，抗干扰能力强。
四．实验结果发光管和光敏管之间的耦合电容小（2pf左右）、耐压高(2.5KV左右)，故共模抑制比很高。
输入和输出间的电隔离度取决于两部分供电电源间的绝缘电阻。
五.分析数据光敏三极管另一个优点，他还可以接受红外线，我认为这点很有用处。
因为在晚上没有可见光，但是仍然有红外线，因此可以作为夜视装置，可以用来防盗。
六.总结通过对半导体二极管和三极管的学习，我了解了晶体管的基本结构和工作原理，晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。
三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN 结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，如图从三个区引出相应的电极，分别为基极b发射极e和集电极c半导体通过添加一部分微量元素会使其特性发生翻天覆地的变化。
光敏晶体管就是一种重要的衍生物。
视觉是人体最重要的感觉，因此，我觉得通过光来控制电路真是太精妙了，而光敏的二极管三极管恰好就完成这个任务。
因为光敏三极管由于还具有放大作用，因此应用比二极管更加广泛。
光敏三极管的应用电路
光敏二极管和光敏三极管简介及应用光敏二极管和光敏三极管是光电转换半导体器件，与光敏电阻器相比具有灵敏度高、高频性能好，可靠性好、体积小、使用方便等优。
一、光敏二极管1．结构特点与符号光敏二极管和普通二极管相比虽然都属于单向导电的非线性半导体器件，但在结构上有其特殊的地方。
光敏二极管使用时要反向接入电路中，即正极接电源负极，负极接电源正极。
2. 光电转换原理根据PN结反向特性可知，在一定反向电压范围内，反向电流很小且处于饱和状态。
此时，如果无光照射PN结，则因本征激发产生的电子-空穴对数量有限，反向饱和电流保持不变，在光敏二极管中称为暗电流。
当有光照射PN结时，结内将产生附加的大量电子空穴对（称之为光生载流子），使流过PN结的电流随着光照强度的增加而剧增，此时的反向电流称为光电流。
不同波长的光（兰光、红光、红外光）在光敏二极管的不同区域被吸收形成光电流。
被表面P型扩散层所吸收的主要是波长较短的兰光，在这一区域，因光照产生的光生载流子（电子），一旦漂移到耗尽层界面，就会在结电场作用下，被拉向N区，形成部分光电流；彼长较长的红光，将透过P型层在耗尽层激发出电子一空穴对，这些新生的电子和空穴载流子也会在结电场作用下，分别到达N区和P区，形成光电流。
波长更长的红外光，将透过P型层和耗尽层，直接被N区吸收。
在N区内因光照产生的光生载流子（空穴）一旦漂移到耗尽区界面，就会在结电场作用下被拉向P区，形成光电流。
因此，光照射时，流过PN结的光电流应是三部分光电流之和。
二、光敏三极管光敏三极管和普通三极管的结构相类似。
不同之处是光敏三极管必须有一个对光敏感的PN 结作为感光面，一般用集电结作为受光结，因此，光敏二极管实质上是一种相当于在基极和集电极之间接有光敏二极管的普通二极管。
其结构及符号如图Z0130所示。
三、光敏二极管的两种工作状态光敏二极管又称光电二极管，它是一种光电转换器件，其基本原理是光照到P-N结上时，吸收光能并转变为电能。
光电三极管
硅
硅的峰值波长为 900nm，锗的峰值波长为 锗 1500nm 。由于锗管的暗 电流比硅管大，因此锗管 的性能较差。故在可见光 或探测赤热状态物体时， 一般选用硅管；但对红外 入射光 线进行探测时,则采用锗管 16000 较合适。 λ/nm
光电三极管的主要特性——伏安特性
光电三极管的伏安特性曲线如图所示。光电三极管在不同 的照度下的伏安特性，就像一般晶体管在不同的基极电流时的 输出特性一样。因此，只要将入射光照在发射极 e与基极b之间 的PN结附近，所产生的光电流看作基极电流，就可将光敏三极 管看作一般的晶体管。光电三极管能把光信号变成电信号，而 且输出的电信号较大。
I/mA
6 4 2
2500lx 2000lx 1500lx
1000lx
500lx
伏安特性
0
20 40
U/V
60
80
光电三极管的主要特性——光照特性
光电三极管的光照特性如图所示。它给出了光敏三极管的 输出电流 I 和照度之间的关系。它们之间呈现了近似线性关系。 当光照足够大(几klx)时，会出现饱和现象，从而使光电三极管 既可作线性转换元件，也可作开关元件。
发射极接地之晶体管的情形也一样，电流 以晶体管之电流放大率(hfe)被放大而成为 流至外部端子之光电流(Ic)，为便于了解 起见，请参照左图所示。
光电二极管的工作原理
为了提高光电三极管的频率响应、增益和减小 体积。将光电二极管、三极管制作在一个硅片上构 成集成器件。
达林顿 光电三极管
光电三极管的主要特性——光谱特性
光电三极管的应用
1．亮通光电控制电路 当有光线照射于 光电器件上时，使继 电器有足够的电流而
动作，这种电路称为
亮通光电控制电路， 也叫明通控制电路。 最简单的亮通电路如 图所示。
光敏三极管经典电路
光敏三极管经典电路
光敏三极管是一种常用于光电传感器中的元件，其内部结构与普通三极管类似，但其基区和集电区之间存在一层光敏材料，使其可以对光线的变化做出响应。
光敏三极管经典电路是指将光敏三极管与其他元件组合起来，用于测量光线的强度或检测光线的存在。
其中最常见的电路是基本放大电路和比较电路。
基本放大电路使用光敏三极管作为信号源，将其连接到一个共射极放大器中，通过调节电路的增益和偏置来达到期望的电压输出。
这种电路通常用于光电传感器和光电开关中，可以精确地测量光线的强度并作出响应。
比较电路则是将两个光敏三极管连接到一个比较器中，通过比较两个光敏三极管的电压信号来检测光线的存在与否。
这种电路常用于光电门和自动光控制系统中，可以实现对光线的自动检测和控制。
光敏三极管经典电路具有结构简单、响应速度快、稳定可靠等优点，在光电传感器、自动控制、光学通信等领域得到广泛应用。
- 1 -。
光敏三极管
透射式光电传感器是将砷化镓红外发光管和硅光敏三极管等，以相对的方向装在中间带槽的支架上。当槽内无物体时，砷化镓发光管发出的光直接照在硅光敏三极管的窗口上，从而产生一定大的电流输出，当有物体经过槽内时则挡住光线，光敏管无输出，以此可识别物体的有无。适用于光电控制、光电计量等电路中，可检测物体的有无、运动方向、转速等方面。
目前的光电三极管是采用硅材料制作而成的。这是由于硅元件较锗元件有小得多的暗电流和较小的温度系数。硅光电三极管是用N型硅单晶做成N—P—N结构的。管芯基区面积做得较大，发射区面积却做得较小，入射光线主要被基区吸收。与光电二极管一样，入射光在基区中激发出电子与空穴。在基区漂移场的作用下，电子被拉向集电区，而空穴被积聚在靠近发射区的一边。由于空穴的积累而引起发射区势垒的降低，其结果相当于在发射区两端加上一个正向电压，从而引起了倍率为β+1(相当于三极管共发射极电路中的电流增益)的电子注入，这就是硅光电三极管的工作原理。
常见的硅光电三极管有金属壳封装的，也有环氧平头式的，还有微型的。怎样识别其管脚呢?
对于金属壳封装的，金属下面有一个凸块，与凸块最近的那只脚为发射极e。如果该管仅有两只脚，那么剩下的那条脚则是光电三极管的集电极c；假若该管有三只脚，那么与e脚最近的则是基极b，离e脚远者则是集电极c。对环氧平头式、微型光电三极管的管脚识别方法是这样的：由于这两种管子的两只脚不一样，所以识别最容易——长脚为发射极e，短脚为集电极C 。
光电IC
光电IC是把受光元件和信号处理电路集成在一个芯片中的器件。有的检出入射光的有无而以“L”和“H”二值输出数字信号，也有的输出与入射光量成比例的模拟信号。广泛应用于光量测定、检测可视信息和位置信息的传感器及光通信接收器等方面光电集成电路传感器爱外界杂散光的影响小,即使在移动环镜下也可以稳定工作,因此十分适合打印机、复印机等办公设备使用。其中PDIC集成了内置放大器，用于激光探测器中，具有很小的噪声，适用于CD/VCD/DVD光头。复位芯片具有电压比较机能，用以CPU的复位，在复位电路设计上具有卓越的性价比。
光敏三极管
光敏三极管的特性研究一、光照特性二、伏安特性三、光谱响应特性◆实验目的掌握光敏三极管的结构、原理及光照特性、伏安特性和光响应特性◆实验仪器用具CSY-2000G主机箱、发光二极管、滤色片、光电器件实模板、光敏三极管、光照度探头；◆实验原理在光敏二极管的基础上，为了获得内增益，就利用晶体三管的电流放大效应制造光敏三极管，光敏三极管可以等效一个光电二极管与一个晶体管基极集电极并联。
实验原理图等效电路图◆光敏三极管的光照特性就是当光敏三极管的测量电压为+5V时，光敏三极管的光电流随着光照强度的变化而变化，即调节照度，测量对应的电流◆实验数据照度04080120160200LX00.110.220.390.56 1.11电流mA光照特性曲线图◆实验结论◆由图可以看出，光敏三极管的光照特性曲线不是严格线性的，其流过三极管的电流随着照度的增加而增大，且增大的速率也越来越快。
◆光敏三极管的伏安特性就是在一定的光照强度下，光电流随外加电压的变化而变化，即当照度一定时，调节电压，测量电流大小◆实验数据电压U1.32345照度（ＬＸ）100电流mA0.270.280.280.290.29200电流mA0.870.880.900.910.92◆100Lx 光电三极管伏安特性曲线图◆200Lx光电三极管伏安特性曲线图◆光电三极管伏安特性曲线图◆实验结论：随照度增加，光敏三极管的伏安特性曲线逐渐变密，且电压对光电流的影响没有照度那么大◆光电三极管的光谱响应特性◆光敏三极管对不同波长的光的接收灵敏度不一样，它有一个峰值响应波长，当入射光的波长大于响应波长时，相对灵敏度就会下降，光子能量太小，不足以激发电子空穴对，当入射光的波长小于波长时，相对灵敏度也会下降，由于光子在半导体表面附近就被吸收◆光谱响应特性：光敏三极管的灵敏度与辐射波长的关系，即当照度一定时，测量不同波长的光对光电流的影响◆实验数据波长nm400480530570610660照度（LX 10电流mA00.020.010.010.020.03 50电流00.130.080.090.110.18光敏三极管光谱响应特性曲线图实验结论：照度越大，光敏三极管对波长的灵敏度就越明显谢谢观赏Company Logo。
光敏三极管的应用ppt课件
4. 烟雾报警器电路
烟雾报警器
光敏三极管是烟雾报警器中的光传感器。它是利用起火时产生的烟雾能 够改变光的传播特性这一基本性质而研制的。根据烟粒子对光线的吸收和散 射作用。光电感烟探测器又分为遮光型和散光型两种。
下图为遮光型报警器。平时发光二极管发出的光被不透明挡板挡住，当 有烟雾时，烟雾对光有散射作用，光电三极管接收到散射光，电阻变小，使 报警电路工作。
4. 烟雾报警器电路
烟雾报警器
散光型烟雾报警器：在烟雾报警器内部有一道 光和传感器，二者成90度角放置，如下所示：
在正常情况下，左侧的光源发出 的光会直接射出，不经过传感器。但是 当有烟雾进入腔体时，烟雾微粒会使光 线散开，一部分光会射到传感器，然后 传感器会启动烟雾报警器中的喇叭。
4. 烟雾报警器电路
课程内容 Course Contents
1 . 光控开关电路 2. 光控语音报警电路 3. 红外检测器电路 4. 烟雾报警器电路
1. 光控开关电路
当光敏三极管3DU5上有光照射时，它被导通，从而使继 电器K通电工作。当光敏三极管3DU5上无光照射时，电路 被断开，3 DK7 、3 DK9 均不工作，也无电流输出，继电器 不动作。因此通过有无光照射到光敏管3 DU5 上即可控制 继电器的工作状态，从而控制与继电器连接的工作电路。
无烟雾时，红外发光二极管VD1 发光并被光敏三极管VT1 接收，其内阻减小， 最终使得VT2 导通，VT3 截止，报警器不工作。
的光通量减小，内 阻增大，最终使得VT2截止，VT3导通，报警器工作。
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3. 红外检测器电路
当红外遥控发射装置发出的红外光照射到光 敏三极管VT1 时，其内阻减小，驱动VT2导通， 使发光二极管VD1 随着人射光的节奏被点亮。 由于发光二极管VD1 的亮度取决于照射到光 敏三极管VT1 的红外光的强度，因此根据发光 二极管VD1 的发光亮度，可以估计出红外发 射装置上的电池是否还可以继续使用。
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光敏二极管和光敏三极管简介及应用
光敏二极管和光敏三极管是光电转换半导体器件，与光敏电阻器相比具有灵敏度高、高频性能好，可靠性好、体积小、使用方便等优。
一、光敏二极管
1．结构特点与符号
光敏二极管和普通二极管相比虽然都属于单向导电的非线性半导体器件，但在结构上有其特殊的地方。
光敏二极管使用时要反向接入电路中，即正极接电源负极，负极接电源正极。
2. 光电转换原理
根据PN结反向特性可知，在一定反向电压范围内，反向电流很小且处于饱和状态。
此时，如果无光照射PN结，则因本征激发产生的电子-空穴对数量有限，反向饱和电流保持不变，在光敏二极管中称为暗电流。
当有光照射PN结时，结内将产生附加的大量电子空穴对（称之为光生载流子），使流过PN结的电流随着光照强度的增加而剧增，此时的反向电流称为光电流。
不同波长的光（兰光、红光、红外光）在光敏二极管的不同区域被吸收形成光电流。
被表面P型扩散层所吸收的主要是波长较短的兰光，在这一区域，因光照产生的光生载流子（电子），一旦漂移到耗尽层界面，
就会在结电场作用下，被拉向N区，形成部分光电流；彼长较长的红光，将透过P型层在耗尽层激发出电子一空穴对，这些新生的电子和空穴载流子也会在结电场作用下，分别到达N区和P区，形成光电流。
波长更长的红外光，将透过P型层和耗尽层，直接被N区吸收。
在N区内因光照产生的光生载流子（空穴）一旦漂移到耗尽区界面，就会在结电场作用下被拉向P区，形成光电流。
因此，光照射时，流过PN结的光电流应是三部分光电流之和。
二、光敏三极管
光敏三极管和普通三极管的结构相类似。
不同之处是光敏三极管必须有一个对光敏感的PN 结作为感光面，一般用集电结作为受光结，因此，光敏二极管实质上是一种相当于在基极和集电极之间接有光敏二极管的普通二极管。
其结构及符号如图Z0130所示。
三、光敏二极管的两种工作状态
光敏二极管又称光电二极管，它是一种光电转换器件，其基本原理是光照到P-N结上时，吸收光能并转变为电能。
它具有两种工作状态：
（1）当光敏二极管加上反向电压时，管子中的反向电流随着光照强度的改变而改变，光照强度越大，反向电流越大，大多数都工作在这种状态。
（2）光敏二极管上不加电压，利用P-N结在受光照时产生正向电压的原理，把它用作微型光电池。
这种工作状态，一般作光电检测器。
光敏二极管分有P-N结型、PIN结型、雪崩型和肖特基结型，其中用得最多的是P-N结型，
价格便宜。
光信号放大和开关电路
光敏三极管应用电路实例
实例１：光信号放大电路
图1光敏三极管应用电路－光信号放大电路实例２：光控开关电路
图２光敏三极管应用电路－光控开关电路
实例３：光控开关电路
图3光敏三极管应用电路－光控开关电路
光敏三极管3DU5的暗电阻（无光照射时的电阻）大于1兆欧，光电阻（有光照射时的电阻）约为2千欧。
开关管3DK7和3DK9共同作为光敏三极管3DU5的负载。
当3DU5上有光照射时，它被导通，从而在开关管3DK7的基极上产生信号，使3DK7处于工作状态；3DK7则给3DK9基极上加一信号使3DK9进入工作状态，并输出约25毫安的电流，使继电器K通电工作，即它的常闭触点断开，常开触点导通。
当光敏管3DU5上无光照射时，电路被断开，3DK7、3DK9均不工作，也无电流输出，继电器不动作，即常闭触点导通，常开触点断开。
因此通过有无光照射到光敏管3DU5上即可控制继电器的工作状态，从而控制与继电器连接的工作电路。
实例４：光控语音报警电路
图4光敏三极管应用电路－光控语音报警电路
它由光控三极管和35语音集成电路两部分组成。
图中光敏三极管VT1和晶体三极管VT2，电阻R1、R2、R3和电容C1、C2等构成光控开关电路。
语音集成电路IC及三
极管VT3、电阻R4、R5等构成语音放大电路。
平常在光源照射下，VT1呈低阻状态，VT2饱和导通，IC触发端3脚得不到正触发脉冲而不工作，扬声器无声。
当VT1被物体遮挡时，便产生一负脉冲电压，并通过C1耦合到VT2的基极，导致VT2进入截止状态，IC获得一正触发脉冲而工作，输出音频信号通过VT3放大，推动扬声器发出声响。
声响内容可根据不同场合选择不同的语音电路来产生，例如高压电网或配电房等场所，可选用“高压重地，禁止人内”、“有电危险，请勿靠近”等语音集成电路
实例5：红外接收机电路
由一只能对调幅的红外敏感的光敏三极管VT1和一个三级高增益音频放大器组成的，该接收机的输出阻抗可以与当前的低阻头戴式耳机相匹配，接收效果好，使用方便，如下图五所示。
图5光敏三极管应用电路－红外接收机电路
实例6：红外检测器
红外检测器主要用于检测红外遥控发射装置是否正常工作。
红外检测器的电路如图所示。
当红外遥控发射装置发出的红外光照射到光敏三极管VT1时，其内阻减小，驱动VT2导通，使发光二极管VD1随着人射光的节奏被点亮。
由于发光二极管VD1的亮度取决于照射到光敏三极管VT1的红外光的强度，因此，根据发光二极管VD1的发光亮度，可以估计出红外发射装置上的电池是否还可以继续使用。
图6光敏三极管应用电路－红外检测电路
实例7：烟雾报警器
烟雾报警器由红外发光管、光敏三极管构成的串联反馈感光电路，半导体管开关电路及集成报警电路等组成，如图所示。
当被监视的环境洁净无烟雾时，红外发光二极管VD1以预先调好的起始电流发光。
该红外光被光敏三极管VT1接收后其内阻减小，使得VD1和VT1 串联电路中的电流增大，红外发光二极管VD1的发光强度相应增大，光敏三极管内阻进一步减小。
如此循环便形成了强烈的正反馈过程，直至使串联感光电路中的电流达到最大值，在R1上产生的压降经VD2使VT2导通，VT3 截止，报警电路不工作。
当被监视的环境中烟雾急骤增加时，空气中的透光性恶化，此时光敏三极管VT1接收到的光通量减小，其内阻增大，串联感光电路中的电流也随之减小，发光二极管VD1的发光强度也随之减弱。
如此循环便形成了负反馈的过程，使串联感光电路中的电流直至减小到起始电流值，R1上的电压也降到1.2V ，使VT2截止，VT3 导通，报警电路工作，发出报警信号。
C1是为防止短暂烟雾的干扰而设置的。
图7光敏三极管应用电路－烟雾报警电路。