1、 光电传感器是一种将光学量（光通量、照度）的变化转换为电量（电压、电流）变化的传感器、外光电效应 在光线的作用下，金属内的电子逸出金属表面，向外发射的现象称为外光电效应，基于外光电效应的器件有光电管和光电倍增管。1光电管Eh20012hmA0A0对于光子 电子逸出功电子逸出时速率 AKh入射光的频率/I mA光通量 真空光电管的伏安特性2040 60 8 0 4 12 16 80/V V充气光电管伏安特性/V V/IA24812020406080强光弱光2光电倍增管阴极K 第一倍增级 第二倍增级 第三倍增级第四倍增级阳极A 1000 2500 V1R2R3R4R1D2D3D4D5RLRAK0U
2、每级电压为50100V，适用于弱光下工作，强光易损坏光电倍增管 nccI00nII MIc0I光电倍增管的放大倍数与极间电压之间的关系极间所加电压越稳定越好210410100751255025极间电压/V放大倍数6108107000 A2530%阴极 锑铯银氧铯红外光源锑铯紫外光源可见光范围灵敏度高绝大多数高电阻半导体受光照后吸收光子能量，产生电阻率降低而易于导电的现象称为内光电效应。gEgE导带禁带价带自由电子所占能带不存在电子的能带价电子所占的能带电子能量E禁带宽度0gEh红限GRLR0U+镀金电极CdS半导体单质氧化物 Cd化合物Pb化合物其它 /IA/V V4350612750100硫
3、化铅硫化铊光敏电阻的伏安特性0.050.100.150.200.250.300.61.20光敏电阻的光照特性 光通量/lm光电流/mA1003000060804020015000相对灵敏度/入射光波长/A硫化镉硫化铊硫化铅光敏电阻的光谱特性相对灵敏度/Hz硫化铅硫化镉01010000100010020406080100光敏电阻的频率特性硼扩散层P型电极N型硅片P-N结电极I光电池的结构原理图2SiO膜 PN LR光 光电池有方形 圆形 三角形 环形等PN PN VocPN mA/1qu KTLSOIIIe0ln1LSOIKTocqIV 光电池的输出短路电流 无光照时PN结反向饱和电流电子电量玻
4、尔兹曼常数热力学温度光电池开路输出电压0qKTocVSOILIOCUmV0.60.40.2400020000204060801000.81.0LIm AGe光电池光电特性LImA0.60200040000.21002003000.4 OCUVSi光电池光电特性bRLR0uci1K0u10V10Vci1KscuA1Kciscu4V100scu2CR2CRfR27AD光电池用以探测缓慢变化光信号的电路A相对灵敏度/波长 硒硅20080604040001008000600010000光电池的光谱特性硒光电池硅光电池15000402080603000100450060007500相对光电流/Hz光电池
5、的频率特性PNEERVI 300lx200lx100lx光敏二级管的伏安特性400lxNPN E0uLR波长短，光子在半导体表面被吸收，波长长时能量小相对灵敏度/310 A硅锗光电三极管光谱特性LIA反向偏压/V4060020201030400lx600lx800lx1000lx硅光电二极管伏安特性cImAV0264108302040400lx700lx500lx600lx300lx硅光电三极管伏安特性LIA/E lx01020020400306004080010002CUA2CUA2CUS硅光电二级管光照特性65432105001000LIA/E lx硅光电三级管光照特性3DU333DU52
6、3DU23PNI 导带 信号光 一、PIN光电二级管1010S0IMIM0IPN类似光电倍增管，具有内部电流增益I雪崩倍增光电流无雪崩倍增时的反向饱和电流倍增因子11dBMVVVBVd外加电压击穿电压常数，约为13PPN2SiO电极1 电极2电极3紫光浅结红光深结21SDSDISI2SDI1SDI长波大 短波大 由实验得出标定曲线，根据标定曲线实测出某一单色光的短路电流比值，即可确定该单色光波长1x744 光电位置传感器 2x1R2R1I2INP2211RxRx222111IRxIRx1I 当两电级间距已知时只要测出 和 的值就可求得光点照射的位置2Ia b a b 平面位置检测原理1x光源光学通路光电器件测量电路2x1x12I1光源白炽灯、激光器、发光二极管、，射线等x2光学通路透镜、棱镜、光栅、光导纤维等1x122xb.被测量 作用于光通路，使 发生变化。二、光电传感器的基本类型1透射式A0pAp0PAIFF映射ApA0pAPAIFF2反射式A0p0PIFF3辐射式如光电高温计和炉子燃烧监视装置A0pAPAIFF4遮挡式
