的少数载流子(电子、
空穴)浓度大大增大。
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B光敏二级管的接法
光照射到PN结时，电子-空穴对数量 增加，光电流与照度成正比
光照
光敏二极 管的反向 偏置接法
—
UO
+
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A
VD
Ei

ID
RL
Uo

光敏二级管反向偏置接法
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e
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C)应用电路
VCC (3~20V)
VCC
Re
Ic
U 0 Vcc I c RL
U 0 I c RL
Ic
Re ( RL )
射极输出电路
集电极输出电路
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利用光敏三极管来达到强光照时继电器吸合 电路，请分析其工作过程。
当无光照时，V1截止，IΦ =0，则V2处于什么 状态？继电器KA吸合还是释放？如果将V1与R b2位 置上下对调，其结果如何？
紫外线
思考：
紫外管都做什 么用？
紫外管
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2、光电倍增管
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特点：灵敏度高，信噪比大，线性好。
D1
D3
A
K
D2
D4
U
应用：微光测量
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基于内光电效应——光敏电阻、光敏二级管、光
敏三极管 1）光敏电阻——光导管 A、结构
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太阳能发电
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任务：
1.设计一个自动照明灯电路，要求白天不亮而晚上自
动亮。
2.分析条形码扫描笔工作原理。
3.查找有关资料了解如何选择条形码扫描器？ 4.请利用光电式转速传感器来测量一转动源的转速。
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1.请分析下图自动照明灯控制电路
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光度学单位
1、光照度（E），单位lx，表示受照物体被照亮
程度的物理量。
2、光通量（ ），单位lm，它与人的眼睛感受 到的光强有关，也与光的波长（颜色）有关。
1lx 1lm / m
2
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C基本特性
暗电阻：室温、全暗条件下，测得稳定电阻。
暗电流
亮电阻：室温、一定光照度下测得稳定电阻。
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光幕应用 当有 物体遮挡住 光线时，传 感器发出报 警信号，起 保护、预警 等作用。
I f (E )
光谱特性 入射光波波长与光敏器件相对灵敏度或相对光 电流间关系。
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四、应用
被测物是光源
被测物吸收光通量
被测物具有反射能力表面
被测物遮蔽光通量
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思考题：
超市用激光扫描器检测商品的条形码是利用（ ）
原理；用光电传感器检测复印机走纸故障（两张重叠(nm )
蓝光的波长比红光的( （ ） 。 A.大 B.小
) ,相同光通量的蓝光能量比红光 C.长 D.短
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光电效应——用光照射某一物体，可以看作物体
受到一连串能量为hf的光子的轰击，组成这物体
的材料吸收光子能量而发生相应电效应的物理现
象。 分类 外光电效应 内光电效应 光电伏特效应
变厚）是利用了（ ）原理；放电影时，利用光电元 件读取影片胶片边缘“声带”的黑白宽度变化来还原 声音，是利用了（ ）原理；而洗手间红外反射式干 手机又是利用了（ ）原理。
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1.超市收银台用激光扫描器检测商品的条形码
激光扫描器发出激光并被条形码反射
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2.红外线辐射温度计
红外辐射温度计既可用于高温测量，又可用 于冰点以下的温度测量，所以是辐射温度计的发 展趋势。市售的红外辐射温度计的温度范围可以 从-30℃~3000℃，中间分成若干个不同的规格，
可根据需要选择适合的型号。
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红外线辐射温度计外形
激光仅 用于瞄准
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环境温度测试
光电池短路电流测量电路
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能提供较大电流的大面积光电池 外形
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光电池在动力方面的应用
太阳能赛车 太阳能 硅光电池板
太阳能电动机模型
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太阳能发电
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光电池在人造卫星上的应用
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三、光电元件特性 光照特性 当光电元件上加上一定电压时，光电流I与光 电元件上照度E之间的对应关系。
TO型 光纤型
100~150
≤25 60 ≤3 0.07 ≤1.5 -20~+40
150~250
≤35 60 ≤4 0.09 ≤2 -20~+40
噪声等效功率 Pw/Hz1/2 0.05 结电容 pF 使用温度范围 ℃
封装形式
TO型
TO型
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2）光敏三极管
A）结构
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1-红外发光二极管
2-烟雾检测室
3-透烟孔
4-红外发光三极管 5- 烟雾
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热释电感应灯
热释电 传感器
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热释电效应 某些电介质物质表面温度发生变化时，在这 些介质的表面会产生电荷，这种现象称为热释电 效应。
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红外热释电传感器
放大器
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D基本应用电路
Ei
R
Ei
I
RL
I
RL U o
R
Uo
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2）光敏二极管 A)结构原理 装在透明玻璃 外壳中，其PN结装 在管顶，可直接受 到光照射。
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1）在没有光照时，反向电阻很大，反向电流很小。 反向电流也叫暗电流，这时，处于载止状态。 2）当光照射时，PN 结附近受光子轰击， 吸收能量产生电子空穴对，使P区和N区
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遮断型光电开关示意图
遮断报警
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遮断式光电开关原理
Receiver 光发射器
光接收器
Object
被检测物体
遮断式光电开关 由相互分离且相对安 装的光发射器和光接 受器组成。当被检测 物体位于发射器和接 受器之间时，光线被 阻断，接受器接受不 到红外线而产生开关 信号。
4
掌握光电传感器应用
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一、光电效应
1905年德国物理学家 爱因斯坦用光量子学说解 释了光电发射等光电效应， 并为此而获得1921年诺贝
尔物理学奖。
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.
χ 射 线 紫 外 线 可 见 光 近 红 外 中 红 外 远 红 外 λ (um )
近 紫 外
紫
蓝
绿
光 电 池
前 置 放 大 器
切 换 开 关
A / D 转 换 数 显
CPU
一系列参数
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红外线辐射温度计外形
红外线辐射温度计 用于食品温度测量
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红外线辐射温度计 在非接触体温测量中的应用
耳温仪
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红外线辐射温度计用于人体额温测量
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基于光电伏特效应——光电池
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1.结构
硅光电池是在一块N型硅片上，用扩散的方法掺入一 些P型杂质(例如硼)，形成PN结，再引出电极，其上还 蒸镀抗反射膜，既减少反射损失，又起保护作用。
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2.原理
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3.应用电路
当无光照时，V1截止，IΦ =0，则V2处于什么 状态？继电器KA吸合还是释放？如果将V1与R b2位 置上下对调，其结果如何？
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任务四 光电式传感器
（Photo-electric Transducer）
主要内容：
1
2 3 了解光电效应及其分类 熟悉光电元件的结构 掌握其工作原理及特性
红外线辐射温度计在非接 触温度测量中的应用
集成IC 温度测量
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利用红色激光瞄准被测 物（冷藏牛奶和面食）
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温度 采集系统
利用红色激光瞄准被 测物（电控柜、天花 板内的布线层）
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2、烟雾报警器
烟雾
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漫反射式烟雾传感器
光电开关 光电开关可分为遮断型和反射型两大类。遮 断型光电开关的发射器和接收器相对安放，轴线
严格对准。当有物体在两者中间通过时，红外光
束被遮断，接收器接收不到红外线而产生一个负 脉冲信号。 遮断型光电开关的检测距离一般可 达十几米，对所有能遮断光线的物体均可检测。
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光电开关外形
现象。
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3、光电伏特现象
在光线作用下，物体产生一定方向电动势的现象。
光 P － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － 光 生电 子 —空 穴对 N
＋
－
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二、光电器件 基于外光电效应器件——光电管、光电倍增管
1、光电管
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干手机
干手机发出红外光，并被手 所反射，从而启动热风装置