光敏器件是指能將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的元件。與發(fā)光管配合,可以實(shí)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(huì)發(fā)生變化;而光敏電阻的阻值對(duì)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(qiáng)或減弱,半導(dǎo)體的特征激發(fā)強(qiáng)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(duì)應(yīng)的波長不同,使用時(shí)不能混淆。
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(shí)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(shí)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(shí)所對(duì)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(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),即它是一種光電轉(zhuǎn)換器件。
光電二極管的兩管腳有正、負(fù)極之分,靠近管鍵和色點(diǎn)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(shí)電流稱為暗電流)很小。當(dāng)有光照時(shí),隨著本征激發(fā)的增強(qiáng),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(shí)的電流稱為光電流。光照的強(qiáng)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(shí)現(xiàn)光/電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。在入射光照強(qiáng)度一定時(shí),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(duì)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(qiáng).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(shí)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(gè)管腳,也有基極有引出腳的,作為溫度補(bǔ)償用,不用時(shí)剪去。管腳排列,靠近色點(diǎn)標(biāo)志的是發(fā)射極,較遠(yuǎn)的是集電極,引線較長的是基極。
實(shí)際應(yīng)用光電三極管作為接收器件時(shí).為提高接收靈敏度,可給它一個(gè)適當(dāng)?shù)钠秒娏骷词┘右粋€(gè)附加光照,使其進(jìn)入淺放大區(qū),實(shí)際安裝時(shí)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(hào)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。
(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。
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