光敏三极管的结构及工作原理
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。
三极管的类型和结构原理图光敏三极管
三极管的类型和结构原理图目前，国内各种类型的晶体三极管有许多种，管脚的排列不尽相同，在使用中不确贴片三极管型号查询定管脚排列的三极管，必须进行测量确定各管脚正确的位置，或查找晶体管使用手册，明确三极管的特性及相应的技术参数和资料。
晶体三极管的电流放大作用晶体三极管具有电流放大作用，其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。
这是三极管最基本的和最重要的特性。
我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数，用符号“β”表示。
电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值，但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。
晶体三极管的三种工作状态截止状态：当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称三极管处于截止状态。
放大状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当的值时，三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有电流放大作用，其电流放大倍数β＝ΔIc/ΔIb，这时三极管处放大状态。
饱和导通状态：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。
三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。
根据三极管工作时各个电极的电位高低，就能判别三极管的工作状态，因此，电子维修人员在维修过程中，经常要拿多用电表测量三极管各脚的电压，从而判别三极管的工作情况和工作状态。
使用多用电表检测三极管三极管基极的判别：根据三极管的结构示意图，我们知道三极管的基极是三极管中两个PN 结的公共极，因此，在判别三极管的基极时，只要找出两个PN结的公共极，即为三极管的基极。
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。
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33 光敏三极管的原理、结构及特性
光敏三极管的伏安特性
硅光敏二极管
硅光敏三极管
光敏二极管输出电流比同样照度下光敏三极管输 出的光电流要小。
光敏三极管
光敏二极管的光照特性曲线的线性较好。
光敏三极管的温度特性
光敏三极管的温度特性曲线反映的是光敏三极管 的暗电流及光电流与温度的关系。从特性曲线可以看 出，温度变化对光电流的影响很小，而对暗电流的影 响很大。所以电子线路中应该对暗电流进行温度补偿， 否则将会导致输出误差。
光敏三极管的原理、 结构及特性
梁召峰 副教授
光敏三极管的工作原理
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，因此其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三极管。
VD
Ip
VT
Ic
IE
光敏三极管的工作原理
当光照射到 PN 结附近时，由于光生伏特效应，产生 光电流。当光线照射在集电结的基区时,会产生电子-空穴对, 在内电场的作用下,光生电子被拉到集电极,基区留下空穴,使 基极与发射极间的电压升高,这样便有大量的电子流向集电 极,形成输出电流,且集电极电流为光电流的β倍。 所以光敏 三极管具有比光敏二极管更高的灵敏度。
光敏三极管的内部结构
a) 内部组成
b) 管芯结构
c) 结构简化图
1—集电极引脚 2—管芯 3—外壳 4—玻璃聚光镜
5—发射极引脚 6—N+ 衬底 7—N型集电区 8—SiO2保护圈 9—集电结 10—P型基区 11—N型发射区 12—发射结
光敏三极管的光谱特性
硅的峰值波长为9000Å，锗的峰值波长为15000Å。 由于锗管的暗电流比硅管大，因此锗管的性能较差。
光敏二极管和光敏三极管工作原理
光敏三极管工作原理 /光敏二极管原理简介：光敏二极管原理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。
光敏二极管原理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。
光敏二极管在电路中的符号如图Z0129 所示。
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蓝光，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；波长较长的红光，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、光敏三极管工作原理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，光敏三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三极管。
光敏三极管结构
光敏三极管结构光敏三极管（Phototransistor）是一种光敏元件，具有普通三极管的结构，但其发射极与基极之间没有PN结，而是通过光敏电阻连接。
光敏三极管可将光信号转化为电流信号，广泛应用于光电转换、光电控制等领域。
光敏三极管的结构主要包括发射极、基极和集电极。
其中，发射极和集电极是通过P型半导体材料形成PN结，而基极则是N型半导体材料。
光敏三极管的结构与普通三极管相似，但其基区较宽，以便增加光敏电流的产生。
光敏三极管的工作原理是基于内建电场的作用。
当光照射到光敏三极管的PN结上时，光子的能量会激发PN结上的电子跃迁，从而产生电子空穴对。
电子会被内建电场推向集电极，形成光电流；而空穴则会被内建电场推向发射极，形成光电流的补偿电流。
因此，光敏三极管的集电电流与光照强度成正比。
光敏三极管的特点是具有高灵敏度、快速响应和良好的线性特性。
由于其结构与普通三极管相似，因此可以与普通三极管相同的电路进行连接。
光敏三极管可用作光电转换器，将光信号转化为电信号，如光电耦合器、光电隔离器等。
此外，光敏三极管还可用于光电控制，如光敏开关、光敏电阻等。
在实际应用中，光敏三极管需要注意其工作条件。
首先，光敏三极管对光照强度非常敏感，因此应尽量避免直接阳光照射，以免产生过大的光电流。
其次，光敏三极管的结构较为脆弱，需要注意防护，避免机械损坏。
此外，光敏三极管的工作温度范围也需要注意，过高或过低的温度都会影响其性能。
在光敏三极管的选型中，需要考虑其特性参数。
例如，光敏三极管的光敏电流和光照强度的线性关系、响应时间、频率响应范围等。
根据具体应用需求，选择合适的光敏三极管。
总结一下，光敏三极管是一种光敏元件，具有普通三极管的结构，但其发射极与基极之间通过光敏电阻连接。
光敏三极管利用内建电场的作用，将光信号转化为电流信号。
它具有高灵敏度、快速响应和良好的线性特性，广泛应用于光电转换、光电控制等领域。
在选型和使用过程中，需要考虑其特性参数和工作条件，以确保其正常工作和稳定性能。
光电三极管基础电路
光电三极管基础电路
光电三极管的基础原理是利用光照射到PN结上，产生光生载流子，从而改变PN结的导电特性。
当光照射到光电三极管的基区时，产生的光生载流子会增加电流的流动，从而使光电三极管的输出电流发生变化。
因此，光电三极管可以被用作光敏电阻、光敏电流源等元件，用于光信号的检测和转换。
在光电三极管基础电路中，最常见的是将光电三极管与电阻和电源构成的简单电路。
当光照射到光电三极管时，光电三极管的电流将发生变化，进而影响整个电路的工作状态。
这种电路常用于光控开关、光电传感器等应用中。
除了简单的光电三极管电路外，还可以将光电三极管与运放、数字电路等组合，构成更为复杂的光电传感器、光电控制系统等应用。
这些应用广泛应用于光电子领域、自动化控制领域等，为现代科技和工业生产提供了重要支持。
总之，光电三极管基础电路是利用光电三极管的特性构建的电路，用于光信号的检测、转换和控制。
通过合理设计和应用，光电三极管基础电路可以实现多种功能，为现代科技和工业生产提供了
重要的支持。
希望本文能够帮助读者更好地了解光电三极管基础电路的原理和应用。
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。
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光敏三极管的结构及工作原理
光敏三极管与普通半导体三极管一样，是采用半导体制作工艺制成的具有NPN 或PNP 结构的半导体管。
它在结构上与半导体三极管相似，它的引出电极通常只有两个，也有三个的。
光敏三极管的结构如图所示。
为适应光电转换的要求，它的基区面积做得较大，发射区面积做得较小，入射光主要被基区吸收。
和光敏二极管一样，管子的芯片被装在带有玻璃透镜金属管壳内，当光照射时，光
线通过透镜集中照射在芯片上。
将光敏三极管接在图所示的电路中，光敏三极管的集电极接正电位，其发射极接负电位。
当无光照射时，流过光敏三极管的电流，就是正常情况下光敏三极管集电极与发射极之间的穿透电流Iceo 它也是光敏三极
管的暗电流，其大小为
Iceo =(1 + hFE) I
式中:
Icbo---集电极与基极间的饱和电流;
hFE ---共发射极直流放大系数。
当有光照射在基区时，激发产生的电子--空穴对增加了少数载流子的浓度，使集电结反向饱和电流大大增加，这就是光敏三极管集电结的光生电流。
该电流注入发射结进行放大，成为光敏三极管集电极与发射极间电流，它就是光敏三极管的光电流。
可以看出，光敏三极管利用普通半导体三极管的放大作用，将光敏二极管的光电流放大了( I + hFE) 倍。
所以，光敏三极管比光敏二极管具有更高的灵敏度。