資源描述：
《系統(tǒng)硬件模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、3系統(tǒng)硬件模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3．1光電模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)光敏器件包括光敏電阻、光敏二極管及光敏三極管等。光敏器件可以用來(lái)以可見(jiàn)光或紅外光的形式控制報(bào)警器、測(cè)試儀、自動(dòng)開關(guān)、繼電器等多種裝置或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因此光敏器件在自動(dòng)化技術(shù)中起著極其重要的作用。3.1.1光敏三極管符號(hào)及原理光敏電阻受光照后，其阻值會(huì)變小。光敏電阻的符號(hào)如圖3.1所示，用來(lái)制作光敏電阻的典型材料有硫化錫(CdS)及硒化錫(CdSe)兩種。光敏電阻的CdS或CdSe沉積膜面積越大，其受光照后的阻值變化也大，故通常將沉積膜做成“弓”字形，以增大其面積。光敏電阻工作時(shí)的
2、響應(yīng)速度較慢，如CdSe光敏電阻的響應(yīng)時(shí)間約為l0ms,CdS的響應(yīng)時(shí)間約為100ms。因此，光敏電阻通常都工作于直流或低頻狀態(tài)下。圖3.1光敏三極管的符號(hào)光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管與人眼的感光特性曲線如圖3.2所示。圖3.2光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管與人眼的感光特性曲線3系統(tǒng)硬件模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3．1光電模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)光敏器件包括光敏電阻、光敏二極管及光敏三極管等。光敏器件可以用來(lái)以可見(jiàn)光或紅外光的形式控制報(bào)警器、測(cè)試儀、自動(dòng)開關(guān)、繼電器等多種裝置或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因此光敏器件在自動(dòng)化技術(shù)中起著極其重要的作用。3.1
3、.1光敏三極管符號(hào)及原理光敏電阻受光照后，其阻值會(huì)變小。光敏電阻的符號(hào)如圖3.1所示，用來(lái)制作光敏電阻的典型材料有硫化錫(CdS)及硒化錫(CdSe)兩種。光敏電阻的CdS或CdSe沉積膜面積越大，其受光照后的阻值變化也大，故通常將沉積膜做成“弓”字形，以增大其面積。光敏電阻工作時(shí)的響應(yīng)速度較慢，如CdSe光敏電阻的響應(yīng)時(shí)間約為l0ms,CdS的響應(yīng)時(shí)間約為100ms。因此，光敏電阻通常都工作于直流或低頻狀態(tài)下。圖3.1光敏三極管的符號(hào)光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管與人眼的感光特性曲線如圖3.2所示。圖3.2光敏電阻、光
4、敏二極管、光敏三極管與人眼的感光特性曲線從圖3.2中可見(jiàn)CdS光敏上電阻的特性與人眼最為接近，因此，CdS光敏電阻比較適合用于照相機(jī)曝光表、空氣煙塵檢測(cè)器等可見(jiàn)光裝置。光敏二極管、三極管的最佳響應(yīng)特性在紅外區(qū)(但目前，有些日光型的光敏二極管、三極管的特性與人眼的視覺(jué)特性更趨接近)，因此，光敏二極管、三極管最適合用于紅外遙控系統(tǒng)、紅外光束阻斷報(bào)警器等裝置。光敏電阻的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。在半導(dǎo)體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻如圖3.3所示。為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。構(gòu)成光敏電
5、阻的材料有金屬的硫化物、硒化物、碲化物等半導(dǎo)體。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶內(nèi)載流子數(shù)目的多少。當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，價(jià)帶中的電子吸收光子能量后躍遷到導(dǎo)帶，成為自由電子，同時(shí)產(chǎn)生空穴，電子—空穴對(duì)的出現(xiàn)使電阻率變小。光照愈強(qiáng)，光生電子--空穴對(duì)就越多，阻值就愈低。當(dāng)光敏電阻兩端加上電壓后，流過(guò)光敏電阻的電流隨光照增大而增大。入射光消失，電子-空穴對(duì)逐漸復(fù)合，電阻也逐漸恢復(fù)原值，電流也逐漸減小。圖3.3光敏三極管的實(shí)物圖3.1.2光敏三極管的應(yīng)用電路及型號(hào)光敏三極管的三極管基極不是引線，而是通過(guò)一塊聚光鏡，將光聚集在發(fā)射
6、結(jié)的內(nèi)電場(chǎng)的動(dòng)態(tài)平衡，使發(fā)射極電流發(fā)生變化。光敏三極管的基本應(yīng)用電路如圖3.4所示。圖3.4光敏三極管的基本應(yīng)用電路光敏三極管型號(hào)規(guī)格有8mm、5mm、3mm、2mm等不同尺寸，封裝有金屬、環(huán)氧、陶瓷等材料，外形有平頭、凸頭等，由硅材料組成，光敏三極管峰值波長(zhǎng)880NM能接收自然光及紅外光，在一般檢測(cè)電能及光電轉(zhuǎn)換裝置中作為接收元件，能完成各種需要的自動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)。光敏三極管常用的型號(hào)及參數(shù)如表3.1所示。表3.1常用光敏三極管型號(hào)及參數(shù)型號(hào)最高工作電壓（V）暗電流（μA）亮電流（mA）峰值波長(zhǎng)（nM）3DU2A15<0.5
7、>0.29003DU2B30<0.1>0.39003DU2C30<0.1>19003DU5A15<1>29003DU5B30<0.5>29003DU5C30<0.2>39003DU5S-A15<1>19003DU5S-B30<0.5>29003DU5S-C30<0.2>39003DU815<1>1900光敏二極管和三極管的基本特性很多，如光譜特性、伏安特性、溫度特性等，這里僅介紹其光照特性。圖3.6為硅光敏管的光照特性曲線。圖3.6(a)光敏二極管光照特性曲線圖3.6(b)光敏三極管光照特性曲線從圖3.6(a)中可以看出，
8、光敏二極管的光照特性曲線線性比較好。而如圖3.6(b)所示，三極管在照度較小時(shí)，光電流隨照度增加較小，而在大電流（光照度為幾千勒克斯）時(shí)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象（圖中未畫出），因?yàn)槿龢O管的電流放大倍數(shù)在小電流和大電流時(shí)都要下降。光敏二極管的光電流小，輸出特性線性度好，響應(yīng)時(shí)間快；光敏三極管的光電流大，輸出特性線性度
