光电式传感器课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,光电式传感器,*,光电式传感器工作原理及特性,光电式传感器,光电式传感器概念,光电式传感器（或称光敏传感器）,是利用光电器件把光信号转换成电信号（电压、电流、电阻等）的装置。,按工作原理分类,光电效应传感器,红外热释电探测器,固体图像传感器,光纤传感器,光电式传感器,光敏电阻传感器,光敏电阻的结构和工作原理,A,E,电极,半导体,玻璃底板,R,L,E,I,R,G,光敏电阻的结构与电路连接,光电式传感器,光电式传感器,工作原理,:,利用黑色物体和白色物体对光有不同反射系数的原理。图中D2为红外发光二极管（一般为白色），D3为光敏三极管（一般为黑色）。如果红外发光二极管发出的红外光（D2）照射到白色物体上，由于白色物体的反射系数较大，大部分的红外光被反射回来，光敏三极管（D3）接收到红外光后导通；反之，红外光照射到黑色物体上，由于黑色物体的吸光性强，只有很少的一部分红外光被反射回来，光敏三极管截止。,图中R1可调，起调整检测距离的作用。如果不接R1，R3取200欧。,接比较器LM339是输出逻辑电平给单片机，为了让单片机准确识别传感器输出的信号。,LM339是开路输出的，R6是为了使输出电压正确。,光电式传感器,如果把光敏电阻连接到外电路中，在外加电压的作用下，用光照射就能改变电路中电流的大小：,光电式传感器,当光照射到光电导体上时，若光电导体为本征半导体材料，而且光辐射能量又足够强，光导材料价带上的电子将激发到导带上去，从而使导带的电子和价带的空穴增加，致使光导体的电导率变大。,光敏电阻具有,很高的灵敏度、很好的光谱特性、很长的使用寿命、高度的稳定性能、小的体积及工艺简单,，故应用广泛。,光电式传感器,光敏电阻的特性,光照特性 光谱特性 伏安特性 频率特性 温度特性 稳定性,光电式传感器,光电池,光电池是利用,光生伏特效应,把光直接转变成电能的光电器件。由于它可把太阳能直接转变为电能，因此又称为,太阳能电池,。它有,较大面积的PN结,，当光照射在PN结上时，在结的两端出现电动势。故光电池是,有源元件。,光电式传感器,光电池的结构和工作原理,硅光电池的结构如图。它是在一块N型硅片上用扩散的办法掺入一些P型杂质（如硼）形成PN结。,下电极,梳状电极,SiO,2,抗反射膜,P,N,光电池的结构图,光电式传感器,当光照到PN结区时，如果光子能量足够大，将在结区附近激发出电子-空穴对，在N区聚积负电荷，P区聚积正电荷，这样N区和P区之间出现电位差。,若将PN结两端用导线连起来，电路中就有电流流过。若将外电路断开，就可测出光生电动势。,R,L,I,-,-,-,mA,V,+,+,+,P,N,光电池的工作原理示意图,光电式传感器,光电池的特性,1.光谱特性 2.光照特性 3.温度特性,4.频率特性,光电式传感器,光敏晶体管的主要特性,光谱特性 伏安特性 光照特性 温度特性 频率特性,光电式传感器,光敏晶体,管,的工作原理,光敏二极管在电路中一般是处于反向工作状态。,光敏二极管的光照特性是线性的，适合检测等方面的应用。,P,N,光,光敏二极管,R,L,光,P,N,光电式传感器,P,N,R,E,-,+,I,s,光电式传感器,光电器件的基本概念,光电器件是将光能转变为电能的一种传感器件。是构成光电式传感器的主要部件。,光电器件工件的物理基础：光电效应。,光电效应分为：内光电效应、外光电效应。,光电式传感器,光电式传感器之,反射式光电式传感器,反射式红外传感器检测电路及应用,光电式传感器,光敏二极管,光电式传感器,谢谢,光电式传感器,