最新光敏传感器(光敏传感器)资料讲解
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二、光电效应与光敏器件
2）内光电效应 在光线作用下所产生的载流子（自由电子或空穴） 仍在物质内部运动，使物质的电阻率发生变化产 生光电流或光生伏特的现象，称为内光电效应。 内光电效应又可分为：
光电导效应 光生伏特效应 红外热释电效应
第一节 光敏传感器基础知识
二、光敏器件与光电效应 （1）光电导效应 当入射光子射入到半导体时，半导体吸收入射光 子产生电子空穴对，使其电导率增大。 基于这种效应的器件有光敏电阻。 （2）光生伏特效应 在光作用下能使物体产生一定方向电动势的现象。 基于该效应的器件有光电池和光敏二/三极管。 （3）热释电效应 一些晶体受到红外线热辐射转化为热量时，两端 会产生数量相等、极性相反的电荷，这种由热变 化产生的电极化现象称为热释电效应。 能够承受热电效应的晶体称为热释电元件.
第一节 光敏传感器基础知识
一、光敏传感器基础知识 1.光谱 可见光的光谱范围：380~780nm 对应光色：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫
第一节 光敏传感器基础知识
一、光敏传感器基础知识 2.光度单位
光通量：单位时间内产生光感的能量之和 发光强度：光源在某一给定方向的单位立 体角内发射的光通量 发光效率：发射光通量与消耗电功率比值 照度：单位被照面积上接收到的光通量 亮度：视角方向上单位面积的发光强度
第二节 常用光敏传感器工作原理
一、光敏电阻 1.基本概况与参数
• 光敏电阻没有极性, 纯粹是一个电阻器件, 使用 时既可加直流电压, 也可以加交流电压。
• 暗电阻：光敏电阻在不受光时的阻值称为暗电阻, 此时流过的电流称为暗电流。
• 亮电阻：光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮电 阻, 此时流过的电流称为亮电流。
第三章 光敏传感器及应用技术
第一节 第二节
第三节
光敏传感器基础知识 — 光谱与光度单位 — 光电效应与光敏器件
常用光敏传感器工作原理 —光敏传感器组成与工作原理
—光敏电阻 —光敏二、三极管 —光电池 —红外热释电传感器
光敏传感器应用电路分析与训练 — 光电开关报警电路设计 — 人体脉搏测量电路设计
教学难点：
1、光温敏传感器工作原理； 2、光敏传感器应用电路分析与设计方法；
教学方法：
1、引导文教学法 2、引探教学法 3、头脑风暴法
第三章 光敏传感器及应用技术
问题思考：
1、光敏传感器的作用是什么？ 2、常用的光敏传感器有哪些种？各自的原理是 什么? 3、何为光电效应？可见光的波长范围是多少? 4、光敏电阻的阻值由什么因素决定？ 5、光敏二极管工作在什么状态？ 6、光电池的的原理是什么？ 7、光电开关在日常生活和工业生产中有哪些应 用？ 8、举出20种以上光敏传感器的应用场景。
第二节 常用光敏传感器工作原理
一、光敏电阻 2.光敏电阻特点 –光谱响应范围宽（特别是对红光和红外辐射）； –偏置电压低，工作电流大； –动态范围宽，既可测强光，也可测弱光； –光电导增益大，灵敏度高； –无极性，使用方便； –在强光照射下，光电线性度较差 –光电响应时间较长，频率特性较差。
第二节 常用光敏传感器工作原理
• 光敏电阻的最高工作电压是由耗散功率决定的， • 耗散功率又和面积以及散热条件等因素有关。
第二节 常用光敏传感器工作原理
一、光敏电阻 ② 光照特性 光敏电阻的光电流与光强之间的关系
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第二节 常用光敏传感器工作原理
一、光敏电阻 ③光谱特性 光敏电阻对不同波长的光，灵敏度是不同的
第二节 常用光敏传感器工作原理
光敏传感器(光敏传感器)
第三章 光敏传感器及应用技术
教学目的：
1、了解光敏传感器的作用、分类和使用 方法； 2、熟悉常用光敏传感器的特点及应用范 围； 4、掌握常用光敏传感器的工作原理及使 用方法； 5、学会正确选用光敏传感器的方法。
第三章 光敏传感器及应用技术
教学重点：
1、光敏传感器特点与选用； 2、光敏传感器原理及接口电路设计方法。
一、光敏电阻 ④ 响应时间和频率特性 光电导的弛豫现象：光电流的变化对于光的变化，
在时间上有一个滞后。 通常用响应时间t表示。
第二节 常用光敏传感器工作原理
一、光敏电阻 ⑤ 温度特性
随着温度升高，光谱响应峰值向短波方向移动。因 此，采取降温措施，可以提高光敏电阻对长波光的 响应。
第二节 常用光敏传感器工作原理
一、光敏电阻 4.光敏电阻材料、结构、分类与工作原理 ①制作材料：半导体：硫化镉、硫化铅、硫化铊、 硫化铋、硒化隔、硒化铅、碲化铅等 ②结构与分类 紫外、红外、可见光光敏电阻 ③工作原理
一、光敏电阻 3.光敏电阻基本特性 伏安特性 光照特性 光谱特性 响应时间和频率特性 温度特性
第二节 常用光敏传感器工作原理
一、光敏电阻 ① 伏安特性 在一定照度下，光敏电阻两端所加的电压与光电流 之间的关系
• 在给定的偏压情况下，光照度 越大，光电流也就越大；
• 在一定光照度下，加的电压越 大，光电流越大，没有饱和现象。
• 光电流：亮电流与暗电流之差称为光电流。
第二节 常用光敏传感器工作原理
一、光敏电阻 1.基本概况与参数
• 无光照时, 光敏电阻值（暗电阻）很大, 电路中 电流（暗电流）很小。当光敏电阻受到一定波长 范围的光照时, 它的阻值（亮电阻）急剧减少, 电路中电流迅速增大。
• 一般希望暗电阻越大越好, 亮电阻越小越好,此时 光敏电阻的灵敏度高。 实际光敏电阻的暗电阻值 一般在兆欧级, 亮电阻在几千欧以下。
第一节 光敏传感器基础知识
二、光敏器件与光电效应
1.光敏器件
把光信号转换为电信号的一种元器件。
常用的光敏器件有：光敏电阻、光敏二极管、 光敏三极管、光电池、热释电红外热敏器件等。
光敏器件的工作基础是光电效应。
2.光电效应
光照射到某些物质上，使该物质的电特性发生变 化的物理现象。
3.光电效应的分类
光电效应
外光电效应 内光电效应
第一节 光敏传感器基础知识
二、光敏器件与光电效应
1）外光电效应 在光线作用下使电子逸出物质表面的现象。其中 向外发射的电子称为光电子，能够承受光电效应 的物质称为光电材料。 基于外光电效应的光电器件有光电管、光电倍增 管（将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件。 ）等
器件图
第一节 光敏传感器基础知识
2）内光电效应 在光线作用下所产生的载流子（自由电子或空穴） 仍在物质内部运动，使物质的电阻率发生变化产 生光电流或光生伏特的现象，称为内光电效应。 内光电效应又可分为：
光电导效应 光生伏特效应 红外热释电效应
第一节 光敏传感器基础知识
二、光敏器件与光电效应 （1）光电导效应 当入射光子射入到半导体时，半导体吸收入射光 子产生电子空穴对，使其电导率增大。 基于这种效应的器件有光敏电阻。 （2）光生伏特效应 在光作用下能使物体产生一定方向电动势的现象。 基于该效应的器件有光电池和光敏二/三极管。 （3）热释电效应 一些晶体受到红外线热辐射转化为热量时，两端 会产生数量相等、极性相反的电荷，这种由热变 化产生的电极化现象称为热释电效应。 能够承受热电效应的晶体称为热释电元件.
第一节 光敏传感器基础知识
一、光敏传感器基础知识 1.光谱 可见光的光谱范围：380~780nm 对应光色：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫
第一节 光敏传感器基础知识
一、光敏传感器基础知识 2.光度单位
光通量：单位时间内产生光感的能量之和 发光强度：光源在某一给定方向的单位立 体角内发射的光通量 发光效率：发射光通量与消耗电功率比值 照度：单位被照面积上接收到的光通量 亮度：视角方向上单位面积的发光强度
第二节 常用光敏传感器工作原理
一、光敏电阻 1.基本概况与参数
• 光敏电阻没有极性, 纯粹是一个电阻器件, 使用 时既可加直流电压, 也可以加交流电压。
• 暗电阻：光敏电阻在不受光时的阻值称为暗电阻, 此时流过的电流称为暗电流。
• 亮电阻：光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮电 阻, 此时流过的电流称为亮电流。
第三章 光敏传感器及应用技术
第一节 第二节
第三节
光敏传感器基础知识 — 光谱与光度单位 — 光电效应与光敏器件
常用光敏传感器工作原理 —光敏传感器组成与工作原理
—光敏电阻 —光敏二、三极管 —光电池 —红外热释电传感器
光敏传感器应用电路分析与训练 — 光电开关报警电路设计 — 人体脉搏测量电路设计
教学难点：
1、光温敏传感器工作原理； 2、光敏传感器应用电路分析与设计方法；
教学方法：
1、引导文教学法 2、引探教学法 3、头脑风暴法
第三章 光敏传感器及应用技术
问题思考：
1、光敏传感器的作用是什么？ 2、常用的光敏传感器有哪些种？各自的原理是 什么? 3、何为光电效应？可见光的波长范围是多少? 4、光敏电阻的阻值由什么因素决定？ 5、光敏二极管工作在什么状态？ 6、光电池的的原理是什么？ 7、光电开关在日常生活和工业生产中有哪些应 用？ 8、举出20种以上光敏传感器的应用场景。
第二节 常用光敏传感器工作原理
一、光敏电阻 2.光敏电阻特点 –光谱响应范围宽（特别是对红光和红外辐射）； –偏置电压低，工作电流大； –动态范围宽，既可测强光，也可测弱光； –光电导增益大，灵敏度高； –无极性，使用方便； –在强光照射下，光电线性度较差 –光电响应时间较长，频率特性较差。
第二节 常用光敏传感器工作原理
• 光敏电阻的最高工作电压是由耗散功率决定的， • 耗散功率又和面积以及散热条件等因素有关。
第二节 常用光敏传感器工作原理
一、光敏电阻 ② 光照特性 光敏电阻的光电流与光强之间的关系
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第二节 常用光敏传感器工作原理
一、光敏电阻 ③光谱特性 光敏电阻对不同波长的光，灵敏度是不同的
第二节 常用光敏传感器工作原理
光敏传感器(光敏传感器)
第三章 光敏传感器及应用技术
教学目的：
1、了解光敏传感器的作用、分类和使用 方法； 2、熟悉常用光敏传感器的特点及应用范 围； 4、掌握常用光敏传感器的工作原理及使 用方法； 5、学会正确选用光敏传感器的方法。
第三章 光敏传感器及应用技术
教学重点：
1、光敏传感器特点与选用； 2、光敏传感器原理及接口电路设计方法。
一、光敏电阻 ④ 响应时间和频率特性 光电导的弛豫现象：光电流的变化对于光的变化，
在时间上有一个滞后。 通常用响应时间t表示。
第二节 常用光敏传感器工作原理
一、光敏电阻 ⑤ 温度特性
随着温度升高，光谱响应峰值向短波方向移动。因 此，采取降温措施，可以提高光敏电阻对长波光的 响应。
第二节 常用光敏传感器工作原理
一、光敏电阻 4.光敏电阻材料、结构、分类与工作原理 ①制作材料：半导体：硫化镉、硫化铅、硫化铊、 硫化铋、硒化隔、硒化铅、碲化铅等 ②结构与分类 紫外、红外、可见光光敏电阻 ③工作原理
一、光敏电阻 3.光敏电阻基本特性 伏安特性 光照特性 光谱特性 响应时间和频率特性 温度特性
第二节 常用光敏传感器工作原理
一、光敏电阻 ① 伏安特性 在一定照度下，光敏电阻两端所加的电压与光电流 之间的关系
• 在给定的偏压情况下，光照度 越大，光电流也就越大；
• 在一定光照度下，加的电压越 大，光电流越大，没有饱和现象。
• 光电流：亮电流与暗电流之差称为光电流。
第二节 常用光敏传感器工作原理
一、光敏电阻 1.基本概况与参数
• 无光照时, 光敏电阻值（暗电阻）很大, 电路中 电流（暗电流）很小。当光敏电阻受到一定波长 范围的光照时, 它的阻值（亮电阻）急剧减少, 电路中电流迅速增大。
• 一般希望暗电阻越大越好, 亮电阻越小越好,此时 光敏电阻的灵敏度高。 实际光敏电阻的暗电阻值 一般在兆欧级, 亮电阻在几千欧以下。
第一节 光敏传感器基础知识
二、光敏器件与光电效应
1.光敏器件
把光信号转换为电信号的一种元器件。
常用的光敏器件有：光敏电阻、光敏二极管、 光敏三极管、光电池、热释电红外热敏器件等。
光敏器件的工作基础是光电效应。
2.光电效应
光照射到某些物质上，使该物质的电特性发生变 化的物理现象。
3.光电效应的分类
光电效应
外光电效应 内光电效应
第一节 光敏传感器基础知识
二、光敏器件与光电效应
1）外光电效应 在光线作用下使电子逸出物质表面的现象。其中 向外发射的电子称为光电子，能够承受光电效应 的物质称为光电材料。 基于外光电效应的光电器件有光电管、光电倍增 管（将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件。 ）等
器件图
第一节 光敏传感器基础知识