光敏二極管與光敏三極管各自特點(diǎn)以及工作原理、應(yīng)用電路
發(fā)布時(shí)間:2023-11-27作者:admin點(diǎn)擊:569
一、光敏二極管光敏二極管是一種采用PN結(jié)單向?qū)щ娦阅艿慕Y(jié)型光電器件,也叫光電二極管,能夠?qū)⒐庑盘?hào)變成電信號(hào)的探測(cè)器件,通過(guò)在PN結(jié)加上反向電壓,在光的照射下反向?qū)?,光敏二極管所用材料一般有硅、鍺等。如下圖是光敏二極管的外形結(jié)構(gòu)與符號(hào)。
光敏二極管一般有ZDU型和ZCU型兩種。一般常用的是ZCU型,它是全密封、金屬外殼、頂部有玻璃窗口。光敏二極管具有體積小、重量輕、使用壽命長(zhǎng)、靈敏度高等特點(diǎn)。
1、光敏二極管主要參數(shù)
①最高工作電壓Umax:在無(wú)光照射時(shí),光敏二極管反向電流不超過(guò)0.lμA時(shí),所加的反向最高電壓值。
?、诠怆娏鱅L:光敏二極管在受到一定光線照射時(shí),在加有正常反向工作電壓時(shí)的電流值。
?、郯惦娏鱅D:在無(wú)光照射時(shí),光敏二極管加有正常工作電壓時(shí)的反向漏電流。
?、茼憫?yīng)時(shí)間Tr:光敏二極管把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)所需的時(shí)間。
?、莨怆婌`敏度:表示光敏二極管對(duì)光的敏感程度。
2、光敏二極管應(yīng)用
光敏二極管有PN結(jié)型、PIN結(jié)型、雪崩型以及肖特基結(jié)型4種,其中應(yīng)用較多的是用硅材料制成的PN結(jié)型光敏二極管。光敏二極管主要用于自動(dòng)控制。如光耦合、光電讀出裝置、紅外線遙控裝置、紅外防盜、路燈的自動(dòng)控制、過(guò)程控制、編碼器、譯碼器等。
3、光敏二極管檢測(cè)
1)光敏二極管引腳的區(qū)分通常直接查看光敏二極管的引腳長(zhǎng)短即可區(qū)分:引腳長(zhǎng)的為正極(P極),引腳短的為負(fù)極(N極)
2)對(duì)于有色點(diǎn)或管鍵標(biāo)識(shí)的管子,其靠近標(biāo)識(shí)的一腳為正極,另一腳為負(fù)極。
3)用萬(wàn)用表的區(qū)別方法是將萬(wàn)用表置于Rx1k擋,用擋板擋住管子的受光窗口,用紅、黑表筆對(duì)調(diào)測(cè)出兩次阻值,其阻值較大的一次測(cè)量中(反向阻值),紅表筆所接的引腳為正極,黑表筆所接的引腳為負(fù)極。
二、光敏三極管光敏三極管的結(jié)構(gòu)與一般晶體三極管相似,其內(nèi)部有兩個(gè)PN結(jié),其發(fā)射結(jié)與光敏二極管一樣具有光敏特性,集電結(jié)與普通晶體管一徉可以獲得電流增益,因此光敏三極管比光敏二極管具有更高的靈敏度.它在把光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)的同時(shí).還放大了信號(hào)電流、即具有放大作用。光敏三極管所用材料與光敏二極管材料相同,亦有PNP與NPN兩種類(lèi)型。如圖是光敏三極管的原理結(jié)構(gòu)圖與電路圖符號(hào)。
1、光敏三極管主要參數(shù)
?、俟怆娏鱅L:在規(guī)定的光照下,當(dāng)施加規(guī)定的工作電壓時(shí),流過(guò)光敏三極管的電流,稱為光電流IL。若光電流越大,說(shuō)明光敏三極管的靈敏度越高。
②暗電流ID:在無(wú)光照的情況下,集電極與發(fā)射極間的電壓為規(guī)定值時(shí),流過(guò)集電極的漏電流,稱為光敏三極管的暗電流。
?、蹨囟忍匦裕簻囟葘?duì)光敏三極管的暗光流ID和光電流IL都會(huì)產(chǎn)生影響。
?、芊蔡匦裕汗饷羧龢O管的伏安特性是指:在給定光照度下,光敏三極管上的電壓與光流IL之間的關(guān)系。
?、葑罡吖ぷ麟妷篤CE:在無(wú)光照下,集電極電流IC為規(guī)定的允許值時(shí),集電極與發(fā)射極之間的電壓降,稱為最高工作電壓。
?、拮畲蠊β蔖M:最大功率是指光敏三極管在規(guī)定的條件下,能承受的最大功率。
2、光敏三極管的應(yīng)用
由于光敏三極管具有電流放大作用,因此廣泛應(yīng)用于亮度測(cè)量、測(cè)速、光電開(kāi)關(guān)電路、光電隔離場(chǎng)合,例如對(duì)于光電耦合器就是利用光敏三極管和發(fā)光二極管結(jié)合,構(gòu)成光耦合器,簡(jiǎn)稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸信號(hào),它對(duì)輸入、輸出的電信號(hào)有良好的隔離作用。值得注意:光敏三極管通常基極不引出,但一些光敏三極管的基極有引出,這種一般用于溫度補(bǔ)償和附加控制等場(chǎng)合。
3、光敏三極管測(cè)量
一般的,光敏三極管出線較長(zhǎng)的腳為e極,短腳為c極。也可以這樣測(cè)量:把光敏三極管對(duì)著自然光或燈光,用紅、黑表筆分別接光敏三極管的兩根引出線,然后把紅、黑表筆對(duì)調(diào),再去接觸接收管的兩個(gè)電極,兩次測(cè)量中阻值小的那次,黑表筆接的就是光敏三極管的“C”極。紅表筆接的就是光敏三極管的“E”極。
三、光敏二極管與光敏三極管的區(qū)別1、光敏二極管和光敏三極管都是紅外光電器件。前者由一個(gè)PN結(jié)組成,后者采用半導(dǎo)體制作工藝制成的具有NPN或PNP結(jié)構(gòu),兩者有光照射時(shí),都會(huì)產(chǎn)生光電流;
2、光敏二極管引腳分正負(fù),但是光敏三極管一般只有c極和e極,兩者外觀看起來(lái)一樣,很難區(qū)分,要注意型號(hào);
3、光敏三極管和光敏二極管都能把感受到的光信號(hào)變成電信號(hào),但是光敏三極管的基區(qū)是接受光的地方,所以基區(qū)面積做得比普通三極管要大,它所轉(zhuǎn)換的光電流要比光敏二極管大幾十倍甚至幾百倍;
4、光敏二極管的光電流小,輸出特性線性度好,響應(yīng)時(shí)間快;光敏三極管的光電流大,輸出特性線性度較差,響應(yīng)時(shí)間慢。
因此:一般要求靈敏度高,工作頻率低的開(kāi)關(guān)電路,選用光敏三極管,而要求光電流與照度成線性關(guān)系或要求在高頻率下工作時(shí),應(yīng)采用光敏二極管。