光敏二极管的检测方法.docx

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光敏二极管的检测方法

1．电阻测量法用黑纸或黑布遮住光敏二极管的光信号接收窗口，然后用万用表R×1k档测量光敏二极管的正、反向电阻值。

正常时，正向电阻值在10~20kΩ之间，反向电阻值为∞（无穷大）。

若测得正、反向电阻值均很小或均为无穷大，则是该光敏二极管漏电或开路损坏。

　　再去掉黑纸或黑布，使光敏二极管的光信号接收窗口对准光源，然后观察其正、反向电阻值的变化。

正常时，正、反向电阻值均应变小，阻值变化越大，说明该光敏二极管的灵敏度越高。

　　2．电压测量法将万用表置于1V直流电压档，黑表笔接光敏二极管的负极，红表笔接光敏二极管的正极、将光敏二极管的光信号接收窗口对准光源。

正常时应有0.2~0.4V电压（其电压与光照强度成正比）。

　　3．电流测量法将万用表置于50μA或500μA电流档，红表笔接正极，黑表笔接负极，正常的光敏二极管在白炽灯光下，随着光照强度的增加，其电流从几微安增大至几百微安。

1．光敏二极管的简易判别方法

（1）电阻测量法

用万用表1k档，测正向电阻约10kΩ左右。

在无光照情况下，反向电阻应为∞，反向电阻不是∞，说明漏电流大；有光照时，反向电阻应随光照增强而减小，阻值小至几kΩ或1kΩ以下。

（2）电压测量法

用万用表1V档（无1V档可用1．5V或3V档），红表笔接光敏二极管的“十”极，黑表笔接“-”极，在光照情况下，其电压应与光照度成比例，一般可达0．2～0．4V。

（3）短路电流测量法

用万用表50mA或500mA电流档，红表笔接光敏二极管的“十”极，黑表笔接“-”极，在白炽灯下（不能用日光灯），应随光照的增强，其电流随之增加。

短路电流，可达数十mA～数百mA。

光敏二极管的主要特性参数

　　①最高反向工作电压VRM:

是指光敏二极管在无光照的条件下，反向漏电流不大于0.1μA时所能承受的最高反向电压值。

　②暗电流ID:

是指光敏二极管在无光照及最高反向工作电压条件下的漏电流。

暗电流越小，光敏二极管的性能越稳定，检测弱光的能力越强。

　　③光电流IL:

是指光敏二极管在受到一定光照时，在最高反向工作电压下产生的电流。

其测量的一般条件是:

2856K钨丝光源，照度为10001x。

　　④光电灵敏度Sn:

它是反映光敏二极管对光敏感程度的一个参数，用在每微瓦的入射光能量下所产生的光电流来表示，单位为μA/μW。

隔　⑤响应时间Tζ:

光敏二极管将光信号转化为电信号所需要的时间。

响应时司越短，说明光敏二极管的工作频率越高。

　　⑥正向压降VF:

是指光敏二极管过一定的正向电流时，它两端产生的压降。

　　⑦结电容Cj:

指光敏二极管PN结的电容。

Cj是影响光电响应速度的主要因索。

结面积越小，结电容Cj也就越小，则工作频率越高。

光敏二极管又称光电二极管，目前使用最多的是Si光电二极管。

它有四种类型：

PN结型，PIN结型，雪崩型和肖特基结型。

以下简介PN结型光敏二极管。

PN结型光敏二极管同普通二极管一样，也是PN结构造，只是结面积较大，结深较浅，管壳上有光窗，从而使人射光容易注入PN结的耗尽区中进行光电转换，大的结面积增加了有效光面积，提高了光电转换效率。

在无光照射时，光敏二极管的伏安特性和普通二极管一样，此时的反向饱和电流叫暗电流，一般在几微安到几百微安之间，其值随反向偏压的增大和环境温度的升高而增大。

在检测弱光电信号时，必须考虑用暗电流小的管子。

在有光照时，光敏二极管在一定的反偏电压围（UR≥5V），其反向电流将随光照强度（10-3~103lx围）的增加而线性增加，这时的反向电流又叫光电流。

因此，对应一定的光照强度，光敏二极管相当于一个恒流源。

在有光照而无外加电压时，光敏二极管相当于一个电池，P区为正，N区为负。

光敏二极管有一定光谱响应围，并对某波长的光有最高的响应灵敏度（峰值波长）。

因此，为获取最大的光电流，应选择光谱响应特性符合待测光谱的光敏二极管，同时加大照度和调整入射的角度。

光敏二极管的响应时间，一般小于几百微秒，主要取决于结电容和外部电路电阻的乘积。

表B316列出了几种光敏二极管的参数，其中灵敏度指输入给定波长的单位功率时，光敏二极管能输出的光电流值。

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电路图 【大中小】

什么殊敏二极管？

光电二极管的原理光线射入PN接面，P区电洞、N区电子大量发生，产生电压（光电效应）。

借由测量此电压或电流，可作为光感应器使用。

有PN、PIN、萧特基、APD等类型。

太阳电池也是利用此种效应。

光电二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。

它的核心部分也是一个PN结，和普通二极管相比，在结构上不同的是，为了便于接受入射光照，PN结面积尽量做的大一些，电极面积尽量小些，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。

　　光电二极管（也称光敏二极管）是在反向电压作用之下工作的。

没有光照时，反向电流很小（一般小于0.1微安），称为暗电流。

当有光照时，携带能量的光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子---空穴对，称为光生载流子。

　　它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。

这种特性称为“光电导”。

光电二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。

如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。

　　光电二极管、光电三极管是电子电路中广泛采用的光敏器件。

光电二极管和普通二极管一样具有一个PN结，不同之处是在光电二极管的外壳上有一个透明的窗口以接收光线照射，实现光电转换，在电路图中文字符号一般为VD。

光电三极管除具有光电转换的功能外，还具有放大功能，在电路图中文字符号一般为VT。

光电三极管因输入信号为光信号，所以通常只有集电极和发射极两个引脚线。

同光电二极管一样，光电三极管外壳也有一个透明窗口，以接收光线照射。

                     光电流---正电压特性

                            短路电流---照度特性

                                       波长分布特性

光敏二极管符号

光敏二极管接法

不同种类光电二极管的特点：

型态

特性

用途

肖特基型光电二极管

高感度紫外线

分光光度计，比色计

PN光电二极管（扩散型）

低暗电流，入射光量与输出电流的直线性良好，感度围400-1000nm

光电开关，照相机外露传感器组件

PIN型光电二极管

低暗电流，入射光量与输出电流的直线性良好，感度围400-1000nm

遥控，传真机，光通信（短距离）

崩溃型光电二极管（APD）

反应速度快，高频率的S/N良好，有放大功能→高感度围400-1000nm

光通信（短，中距离）

特点

应用时反向偏置连接

没光照射，呈现极高阻值

有光照射时，电阻减小

可作光控关关 

图一TLIV105A的脉冲驱动电路

图二TPS703A的脉冲接收信号电路

图三光敏晶体管与光达林顿等效电路图

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基础知识元件电子元件

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2010-10-0119:

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