光电效应及光电元器件
内光电效应 光生伏特效应
☆ 外光电效应:在光线作用下电子从物体表面逸出。
☆ 光电导效应:在光线作用下物体的电阻率改变。
☆ 光生伏特效应:在光线作用下物体具有发电能力。
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二、常用光电元器件
作用:光信号转换为电信号
物理基础:光电效应
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1、光敏电阻
外形图
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小结:
1、光电效应定义、现象、分类 2、几种光电元器件工作原理
作业:P79页 1、2
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思考:
光敏二极管与普通二极管的区别
工作原理:当周围光线变弱时引起光敏电阻RG的 阻值 增大 ,使加在电容C上的分压 上升 ,进而使可控 硅的导通角增大,达到 增大 照明灯两端电压的目的。 反之,若周围的光线变 亮 ,则RG的阻值 下降 ,导致 可控硅的导通角 变小 ,照明灯两端电压也同时 下降 , 使灯光变 变暗 ,从而实现对灯光照度的控制。
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一、光电效应
1、定义: 当光照射到某一物质上时,物质的电子吸收 光子的能量而发生相应电效应的现象。
2、光电效应具体现象: 电阻率变化、电子逸出、电动势变化
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3、分类:
外光电效应 光电导效应
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问题1:光在真空中的传播速度? 问题2:紫外线可见吗?
问题3:生活中,紫外线有什么用处? 问题4:紫外线为什么能杀死病菌?
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原因:紫外线的频率很高。 光的粒子学说认为光是由一群光子组成的,每 一个光子具有一定的能量,光子的能量E=hf,其 中h为普朗克常数,f为光的频率。因此,光的频率 越高,光子的能量也就越大。 光照射在物体上会产生பைடு நூலகம்系列的物理或化学效 应。例如光合效应、光热效应、光电效应等。光电 传感器的理论基础就是光电效应
工作原理:光敏二极管加上 反向 电压时,当光线 变强时,管子中的反向电流变 大 ,流入到三极管的电 流变 大 ,经过放大,流过继电器J的电流增大 ,继电 器吸合 ,去控制其他器件,反之,光线变 弱 时,管 子中的反向电流变小,继电器 释放 。
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3、光电倍增管
光输 阴极 入 外形图
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4、光电池
工作原理:基于光生伏特效应 当光照射在PN上时,产生电子--空穴对,在电场的作 用下,被光激发的电子移向N区外侧,被光激发的空穴移 向P区外侧,从而在光电池与PN结平行的两外表而形成电 势差,P区带正电,为光电池的正极,N区带负电,为光电 池的负极。照在PN结上的光强增加,就有更多的空穴流向 P区,更多的电子流向N区,从而光电池两外侧的电势差增 加。
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2、光敏二极管
外形图
图形符号
原理图
工作原理: 无光照时,光敏二极管PN结反向截止。 有光照时,光敏二极管PN结附近产生电子— 空穴对,并在外电场作用下,产生电流,使PN结 反向导通,光的照度越强,导通越充分。
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应用举例
光敏二极管组 成的开关电路
原理图及图形符号
工作原理:由半导体材料构成,利用光电导效应而工作。 光敏电阻当光线照射时,因材料中的电子—空穴对增 加,其电阻率变小,电阻值会变小,当光照消失时,电阻 会恢复原值。 光敏电阻没有极性,纯粹是电阻器件,即可以加直流 电压,也可以加交流电压工作。
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应用举例 光控调光电路
+
+ + + 阳极 + - - - + + + 结构示意图
工作原理:基于外光电效应 当光照射到阴极时,阴极向真空中激发出光电子。光 电子经电子光学输入系统加速、聚焦后射向第一发射电极 (又称倍增极)。每个光电子在发射电极击出几个电子, 这些电子射向第二发射电极,再经倍增射向第三发射电极, 直到最后一个发射电极。所以,最后射向阳极的电子数目 是很多的,阳极把所有电子收集起来,转变成电压脉冲输 出。