作用下，能够使物体产生一定方向
电动势的现象称为光生伏特效应，根据该效应制
成的光电器件有光电池、光敏二极管、光敏晶体
管和光敏晶闸管等。
光敏电阻
1、工作特性 2、主要参数 3、基本特性
伏安特性
光照特性 光谱特性 响应特性 温度特性
光敏电阻
工作特性
光敏电阻又称光导管，它几乎都是用半导体材料 利用内光电效应制成的光电子器件。光敏电阻没有
在电路中大多数光电三极管的基极无引 出线，因而见到的光电三极管有时只有两 个管脚。工作时要求发射结正偏，集电结 反偏。无光照射时，光电三极管只有很小 的暗电流。当有光照射作用时，会产生光 电流（基极电流Ib），光电流Ib放大β倍就 是集电极电流Ic，所以光电三极管也具有放 大作用。
基本特性
1、光照特性 2、光谱特性 3、响应特性
光电二极管和光电三极管
光电二极管
光电二极管同普通二极管一样，也是非 线性半导体器件，但在结构上光电二极管 有着特殊之处，它的外壳顶部由透明材料 制成，装在顶部的PN结可以直接受到光的 照射。
光电二极管在电路中通常处于反向偏置状 态。当无光照射时，反向电阻很大，反向 电流很小；当有光照射在PN结上时，光子 打在PN结附近，使PN结附近产生光生电子空穴对，它们在PN结处的内电场作用下定 向运动，形成光电流，光照度越大，光电 流越大。 光电二极管在不受光照射时处于截止状态， 受光照射时处于导通状态。
光电二极管 5、光电池的结构类似一只半导体（ ）， 也由（PN结 ）组成 6、光控路灯的电路图如图所示。当继电器线圈 中没有电流通过时，动触点跟静触点1接通。 当继电器线圈中有电流 通过时，动触点与静 触点2接通。当光照增强时，B点的电压将 （ 增大 ），C点的电压将（ 增大 ），通过 继电器线圈的电流将（ 增大 ），灯泡将 （ 不亮 ）
用下的光照特性曲线如图所示，当照度很低时，
曲线近似为线性，随着照度的增高，线性关系 变坏，当照度很高时，曲线近似为抛物线形。
图中，曲线的斜率表示的是光敏电阻的转换效
率（入射光辐射与光生电流）。在光电测量场 合下，对照度曲线线性度要求较高；但在光电
开关应用中，对线性度要求不高。
光谱特性
光敏电阻的相对光敏灵敏度与入射波长的关系 称为光敏电阻的光谱特性，亦称为光谱响应。图 为几种不同材料光敏电阻的光谱特性。
简答题
1、光电效应有哪些？相对应的光电器件各有哪 些？ 2、光敏电阻的主要参数有哪些？使用时应注意 哪些问题？ 3、试述光电二极管、光电三极管的结构特点和 工作原理 4、光电池在结构上有何特点？使用时应注意哪 些问题？
5、许多大楼的楼道内安装的自动照明灯具有 这样的功能，天黑时，出现声音就点亮，而 在白天，即使有声音发出也不点亮。试问它 的控制电路中安装了哪几种类型的传感器？ 其各自的工作原理是什么？
光敏器件种类很多 如： 光电管、 光敏二极管、 光电倍增管、 光敏三极管、 光敏电阻、 光电池、 光电耦合器、 光纤等等。
光电效应
光电器件之所以能感受光，是因为它具有
光电效应，光电效应是指物体吸收光之后产生
电特性变化的物理现象。光电效应可以分为三
类: 外光电效应、内光电效应和光生伏特效应
。
１. 外光电效应
基本特性
1、光照特性 2、光谱特性
光照特性
光电池的短路电流在很大范围内与光照 度成线性关系，开路电压与光照度成非线 性关系。因此光电池作为测量元件使用时 应把它作为电流源使用，不用做电压源。
这里的短路电流就是负载电阻相对于光 电池内阻来说很小时的电流值。
光谱特性
光电器件的光谱特性指相对灵敏度K与入 射光波长之间的关系，又称光谱响应。 光谱特性表示的是光线波长和相对光谱 灵敏度之间的关系。光电池对不同的波长， 灵敏度不同。
作业：
详见教材 P87 填空题第3、4、5、6题 简答题第3、4题
1、光电器件是利用半导体材料的（ 光电 ）效 应进行工作的。光电器件能够将（ 光 ）信号 直接转变为（ 电 ）信号。 2、光敏电阻受光照时的电阻称为（ 光电阻 ）， 没有光照时的电阻称为（ 暗电阻 ） 3、当光电二极管两端加上反向电压时，光电二 极管的（ 光 ）电流随光照度的增大而 （ 增大） 4、光电三极管在无光照射时和普通（ 三极管） 一样，处于（截止 ）状态；当有光照射作 用时，产生光电流。
模块四 光电式传感器
1、学习光电效应的概念及种类 2、学习光敏电阻、光电二极管、光电三极管、 光电池
1、学习光电效应的概念及种类 2、学习光敏电阻的工作特性、主要参数及基本 特性
光电式传感器是以光为测量媒介，以光电 器件为转换元件的传感器。它在受到光照射后， 即产生光电效应，将光信号转换成电信号输出。 它除了能测量光强之外，还能利用光线的透射、 遮挡、反射、干涉等特性测量多种物理量，如 尺寸、位移、速度等。 光电式传感器测量时不与被测对象直接接 触，不存在摩擦作用，光束的质量又近似为零， 对被测对象几乎不施加压力。
课堂小结：
1、光电效应，是指当光照射到某种物质时，该物质的 导电特性发生变化的一种物理现象。 2、外光电效应：在光线作用下能使电子逸出物体表面 的现象。 3、内光电效应：在光线作用下，物体内部释放出电子， 但这些电子并不逸出物体表面，仍然留在物体内部， 从而使物体的导电性能发生变化的现象称为内光电效 应 4、光生伏特效应：在光线作用下，物体产生一定方向 电动势的现象
光敏传感器：利用光敏元件将光信号转换为电信号 的传感器。 声控传感器：利用声音的相对比较，返回是否有声 单的相对信号给机器人主机达到控制电器的目的。
光生伏特效应是指半导体在受到光照射时
产生电动势的现象。
半导体中有两种载流子：自由电子和空穴。 在热力学温度零度和没有外界能量激发时， 价电子受共价键的束缚，晶体中不存在自 由运动的电子，半导体是不能导电的。但 是，当半导体的温度升高或受到光照等外 界因素的影响，某些共价键中的价电子获 得了足够的能量，足以挣脱共价键的束缚， 成为自由电子，同时在共价键中留下相同 数量的空穴。空穴是半导体中特有的一种 粒子，它带正电，与电子的电荷量相同。
光电二极管， 接收红外光
家用电视机的遥控器
红外发光二极管， 发射红外光
光电三极管
光电三极管
它与普通三极管很相似，具有两个PN结， 有NPN和PNP型两种。不同之处是光电三极 管必须有一个对光敏的PN结作为感光面， 一般用集电结作为受光区，因此光电三极 管相当于一个在基极和集电极之间接有光 电二极管的普通三极管。
光照特性
光电二极管的光电流与光照度成线性关系， 适用于做检测元件。光电三极管的光照特性
曲线呈非线性关系，斜率大，灵敏度较高。
光谱特性
由光谱特性可以确定光源与光电器件的
最佳匹配。一般硅管探测发可见光或红外
线的物体；锗管探测红外光；砷化镓对紫
外光特别敏感，用于测量太阳光中的紫外
线。
响应特性
光电二极管的响应特性是半导体光电器 件中最好的一种，响应时间约为10us.光电 三极管的响应速度比相应的光电二极管大 约慢了一个数量级，而锗管的响应时间要
5、光敏电阻 主要参数： 1)暗电阻、暗电流：不受光照射时的电阻 2) 亮电阻、亮电流：受光照射时的电阻 3)光电流：亮电流 - 暗电流 6、基本特性：伏安特性、光照特性、光谱特性、 响应特性、温度特性
作业：
教材P87 填空题第1、2题 简答题第1、2题
1、学习光电二极管、光电三极管的结构和符号 2、学习光电二极管、光电三极管的基本特性 3、学习光电池的工作原理、基本特性
伏安特性
在一定照度下，流过光敏电阻的电流与光敏电阻 两端的电压的关系称为光敏电阻的伏安特性。图为 硫化镉光敏电阻的伏安特性曲线。
由图2.1可见，在光照度不变的情况下，光敏电阻
在一定的电压范围内，其曲线为直线，电压越高，
光电流也就越大，（即直线没有向下弯曲，但应注
意，光敏电阻的工作电压和电流都不能超过规定的 额定最高值）。
合。
温度特性
光敏电阻和其它半导体器件一样，受温度影响 较大。温度升高时，光敏电阻的灵敏度和暗电阻 都会下降。 光敏电阻具有光谱特性好、允许的光电流大、 灵敏度高、使用寿命长、体积小等优点，许多光 敏电阻对红外线十分敏感，适宜在红外线光谱区 工作，被广泛应用于自动化技术中作为开关式光 电信号的传感元件。
比硅管小一个数量级。因此在要求快速响
应时，应选用硅光电二极管。
光电池
光电池也称太阳能电池或光伏电池，是一
种直接将光能转换为电能的光电器件。光
电池在有光线作用时，实际上就是电源。
光电池的工作原理基于光生伏特效应。 它实际上是一个大面积的PN结，在结构上 类似于光电二极管。当光照射到PN结上时， 如果光的能量足够大，就将在PN结附近激 发电子-空穴。在PN结电场的作用下，电子 移向N区,空穴移向P区，结果使N区带负电 成为光电池的负极，P区带正电成为光电池 的正极，因而两电极之间就有了电压，即 产生了光生电动势。
在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面并向外 发射的现象称为外光电效应，也称光电发射效应，逸出
来的电子称为光电子。根据该效应制成的光电器件有光
电管、 光电倍增管、光电摄像管等。
２. 内光电效应
在光线作用下，物体内部释放出电子，但这些电子 并不逸出物体表面，仍然留在物体内部，从而使物体的 导电性能发生变化的现象称为内光电效应，也称光电导 效应。根据该效应制成的光电器件有光敏电阻等。
光敏电阻演示
当光敏 电阻受到光 照时，光生 电子—空穴 对增加，阻 值减小，电 流增大。
暗电流（越小越好）
主要参数：
1、暗电阻、暗电流。若将光敏电阻置于无光 照的黑暗条件下，测得光敏电阻的阻值称为暗 电阻，这时，在给定工作电压下测得光敏电阻 中的电流值称为暗电流。 2、亮电阻、亮电流。光敏电阻在光照下，测 得的光敏电阻的阻值称为亮电阻，亮电阻一般 在几千欧姆。这时在工作电压下测得的电流为 亮电流。 3、光电流。亮电流和暗电流之差称为光电阻 的光电流。