光敏器件簡介,Photosensitive device description

光敏器件是指能將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕脑?。與發(fā)光管配合，可以實現(xiàn)電→光、光→電的相互轉(zhuǎn)換。常見的光敏元件有光敏電阻、光電二極管、光電三極管。

一、光敏電阻

常用的碳膜電阻和金屬膜電阻，受到光照射后阻值不會發(fā)生變化；而光敏電阻的阻值對光的變化則非常敏感，原因在于光敏電阻的材料和結(jié)構(gòu)。光敏電阻是在陶瓷基片上沉積一層光敏半導(dǎo)體，再接上兩根引線做電極制成的。它的外殼上有玻璃窗口或透鏡．使光線能夠入射到光敏半導(dǎo)體薄層上，隨著入射光的增強或減弱，半導(dǎo)體的特征激發(fā)強度也不一樣，使半導(dǎo)體內(nèi)部的載流子數(shù)量發(fā)生變化，從而使光敏電阻的阻值跟著改變。常見的有紫外光敏電阻器、可見光敏電阻器、紅外光敏電阻器幾種，對應(yīng)的波長不同，使用時不能混淆。

光敏電阻的外形及電路圖形符號如圖1所示。

光敏電阻的主要參數(shù)有：

1)暗電阻(RD)：光敏電阻器在無光照射時的電阻值稱為暗電阻。

2)亮電阻(RL)：光敏電阻器在受到光照射時所具有的阻值稱為亮電阻。

3)峰值波長：光敏特性響應(yīng)最佳時所對應(yīng)的波長。

二、光電二極管

光電二極管是由一PN結(jié)構(gòu)成的半導(dǎo)體器件。不是用作整流元件，而是通過它把光信號轉(zhuǎn)換為電信號，即它是一種光電轉(zhuǎn)換器件。

如圖2所示，光電二極管的兩管腳有正、負(fù)極之分，靠近管鍵和色點的是正極，另一管腳為負(fù)極；較長的一腳為正極，較短的一腳為負(fù)極。

光電二極管是在反向電壓下工作的，在黑暗狀態(tài)下，由于本征激發(fā)微弱，反向電流(此時電流稱為暗電流)很小。當(dāng)有光照時，隨著本征激發(fā)的增強，少數(shù)載流子濃度增加，使得反向電流迅速增大到幾十微安，此時的電流稱為光電流。光照的強弱變化引起了光電二極管光電流大小的變化，這樣就可以很容易地實現(xiàn)光／電信號的轉(zhuǎn)換。在入射光照強度一定時，光電二極管的反向電流為恒值，與所加反向電壓大小基本無關(guān)。

光電二極管的檢測方法：

(1)用萬用表R×l00或R×lk擋，與測普通二極管一樣，其正向電阻應(yīng)為10kΩ左右。

(2)對掉兩表筆，使光電二極管工作在反向狀態(tài)．用一物體遮住光電二極管的透明窗口，測得的電阻值應(yīng)接近無窮大。

(3)去掉遮光物，表筆指針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)至幾千歐處，光線越強．電阻值越小。若測得的正反向電阻都是無窮大或零，說明管子已損壞。

三、光電三極管

光電二極管能實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，但靈敏度低，使用光電三極管就大大提高了光電轉(zhuǎn)換的靈敏度。

光電三極管為NPN結(jié)構(gòu)，基極即為光射窗口，因此大多數(shù)光電三極管只有集電極和發(fā)射極兩個管腳，也有基極有引出腳的，作為溫度補償用，不用時剪去。管腳排列如圖3，靠近色點標(biāo)志的是發(fā)射極，較遠的是集電極，引線較長的是基極。

實際應(yīng)用光電三極管作為接收器件時．為提高接收靈敏度，可給它一個適當(dāng)?shù)钠秒娏骷词┘右粋€附加光照，使其進入淺放大區(qū)，實際安裝時發(fā)光二極管不要擋住三極管的受光面，以免影響遙控信號的接收。采用這種辦法可以非常有效地提高接收靈敏度，增大遙控距離。

光電三極管的檢測如圖4所示。

(1)用遮光物遮住光電三極管的窗口，沒有光照，光電三極管沒有電流，測得的阻值應(yīng)為無窮大。

(2)去掉遮光物，使光電三極管的窗口朝向光源，三極管導(dǎo)通，萬用表的指針向右偏轉(zhuǎn)至1kΩ左右，指針偏轉(zhuǎn)角的大小反映了管子的靈敏度。