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文档简介

传感器技术与应用8.1光电传感器光电传感器是将被测量的变化通过光信号变化转换成电信号。具有这种功能的材料称为光敏材料，做成的器件称光敏器件。光电传感器是物性型传感器。光敏器件种类很多，在自动检测及控制系统、计算机系统中应用非常广泛。普通的光电器件包括：

光电管、光敏二极管、光敏三极管、光敏电阻、

光电池、光电倍增管、光电耦合器等。光信号光电传感器电信号被测量概述光电开关概述料位自动控制电动扶梯自动启停概述光电开关光敏管光栅概述光电鼠标光敏电阻概述光电鼠标外光电效应光电效应可分为：内光电效应光电导效应光生伏特效应光敏器件主要利用各种光电效应在光线作用下电子逸出物体表面向外发射称外光电效应。每个光子具有能量式中：——普朗克常数()

——光的频率（Hz）J.S波长短，频率高，能量大。入射光的频谱成分不变时，产生的光电子与光强成正比。8.1.1外光电效应光照射物体时电子吸收入射光子的能量E，当物体吸入的能量超出物体逸出功A时，电子就会逸出物体表面，产生光电子发射。超出的能量就表现在电子逸出的动能上。能否产生光电效应，取决于光子的能量是否大于物体表面的电子逸出功。每个光子具有的能量可由能量守恒定律表示为(爱因斯坦光电效应方程)

为一个电子逸出的动能（能量）；m为电子质量，ν0电子逸出物体表面时的速度；A为电子的逸出功。

光电子光照射e8.1.1外光电效应入射光强改变物质导电率的物理现象称光电导效应。这种效应几乎所有高电阻率半导体都有，在入射光作用下电子吸收光子能量，电子从价带激发到导带过度到自由状态，同时价带也因此形成自由空穴，使导带电子和价带空穴浓度增大引起电阻率减小。1）光电导效应为使电子从价带激发到导带，入射光子的能量应大于禁带宽度的能量E0＞Eg基于光电导效应的光电器件有光敏电阻。8.1.1外光电效应光生伏特效应是半导体材料吸收光能后，在PN结上产生电动势的效应。2）光生伏特效应下面分两种情况讨论：为什么PN结会因光照产生光生伏特效应呢？PN---+++-+光源不加偏压时的PN结处于反偏时的PN结8.1.1外光电效应不加偏压的P-N结2）光生伏特效应当光照射在P-N结时，如果光电子能量足够大，就可激发出电子——空穴对，在P-N结内电场作用下空穴移向P区，而电子移向N区，使P区和N区之间产生电压，这个电压就是光生电动势.PN---+++-+光源电子空穴二极管PN结开路电压有基于这种效应的器件有光电池。8.1.1外光电效应处于反偏时的P-N结（给P-N结加电场）2）光生伏特效应无光照时，反向电阻很大，反向电流很小；电流方向与反向电流一致，光照强光电流越大。具有这种性能的器件有：光敏二极管通常加反向电压。-+PN电子空穴---+++光源IgE有光照时，产生光生电子—空穴对，在外电场作用下，光生电子→N，空穴→P运动，形成光电流Ig。

光敏二极管、光敏晶体管

从原理上讲，不加偏压的光电二极管就是光电池。8.1.

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