光敏二極管/三極管特點(diǎn)、工作原理、應(yīng)用電路

一、光敏二極管

光敏二極管是一種采用PN結(jié)單向?qū)щ娦阅艿慕Y(jié)型光電器件，也叫光電二極管，能夠?qū)⒐?a target="_blank">信號(hào)變成電信號(hào)的探測(cè)器件，通過(guò)在PN結(jié)加上反向電壓，在光的照射下反向?qū)ǎ饷舳O管所用材料一般有硅、鍺等。如下圖是光敏二極管的外形結(jié)構(gòu)與符號(hào)。

光敏二極管一般有ZDU型和ZCU型兩種。一般常用的是ZCU型,它是全密封、金屬外殼、頂部有玻璃窗口。光敏二極管具有體積小、重量輕、使用壽命長(zhǎng)、靈敏度高等特點(diǎn)。

1、光敏二極管主要參數(shù)

①最高工作電壓Ｕmax：在無(wú)光照射時(shí)，光敏二極管反向電流不超過(guò)0.lμA時(shí)，所加的反向最高電壓值。

②光電流IL：光敏二極管在受到一定光線(xiàn)照射時(shí)，在加有正常反向工作電壓時(shí)的電流值。

③暗電流ID：在無(wú)光照射時(shí)，光敏二極管加有正常工作電壓時(shí)的反向漏電流。

④響應(yīng)時(shí)間Tr:光敏二極管把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)所需的時(shí)間。

⑤光電靈敏度:表示光敏二極管對(duì)光的敏感程度。

2、光敏二極管應(yīng)用

光敏二極管有PN結(jié)型、PIN結(jié)型、雪崩型以及肖特基結(jié)型4種，其中應(yīng)用較多的是用硅材料制成的PN結(jié)型光敏二極管。光敏二極管主要用于自動(dòng)控制。如光耦合、光電讀出裝置、紅外線(xiàn)遙控裝置、紅外防盜、路燈的自動(dòng)控制、過(guò)程控制、編碼器、譯碼器等。

3、光敏二極管檢測(cè)

1）光敏二極管引腳的區(qū)分通常直接查看光敏二極管的引腳長(zhǎng)短即可區(qū)分:引腳長(zhǎng)的為正極(P極)，引腳短的為負(fù)極(N極)

2）對(duì)于有色點(diǎn)或管鍵標(biāo)識(shí)的管子，其靠近標(biāo)識(shí)的一腳為正極，另一腳為負(fù)極。

3）用萬(wàn)用表的區(qū)別方法是將萬(wàn)用表置于Rx1k擋，用擋板擋住管子的受光窗口，用紅、黑表筆對(duì)調(diào)測(cè)出兩次阻值，其阻值較大的一次測(cè)量中(反向阻值)，紅表筆所接的引腳為正極，黑表筆所接的引腳為負(fù)極。

二、光敏三極管

光敏三極管的結(jié)構(gòu)與一般晶體三極管相似，其內(nèi)部有兩個(gè)PN結(jié),其發(fā)射結(jié)與光敏二極管一樣具有光敏特性，集電結(jié)與普通晶體管一徉可以獲得電流增益，因此光敏三極管比光敏二極管具有更高的靈敏度.它在把光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)的同時(shí).還放大了信號(hào)電流、即具有放大作用。光敏三極管所用材料與光敏二極管材料相同,亦有PNP與NPN兩種類(lèi)型。如圖是光敏三極管的原理結(jié)構(gòu)圖與電路圖符號(hào)。

1、光敏三極管主要參數(shù)

①光電流IL：在規(guī)定的光照下，當(dāng)施加規(guī)定的工作電壓時(shí)，流過(guò)光敏三極管的電流，稱(chēng)為光電流IL。若光電流越大，說(shuō)明光敏三極管的靈敏度越高。

②暗電流ID：在無(wú)光照的情況下，集電極與發(fā)射極間的電壓為規(guī)定值時(shí)，流過(guò)集電極的漏電流，稱(chēng)為光敏三極管的暗電流。

③溫度特性：溫度對(duì)光敏三極管的暗光流ID和光電流IL都會(huì)產(chǎn)生影響。

④伏安特性：光敏三極管的伏安特性是指:在給定光照度下，光敏三極管上的電壓與光流IL之間的關(guān)系。

⑤最高工作電壓VCE：在無(wú)光照下，集電極電流IC為規(guī)定的允許值時(shí)，集電極與發(fā)射極之間的電壓降，稱(chēng)為最高工作電壓。

⑥最大功率PM：最大功率是指光敏三極管在規(guī)定的條件下，能承受的最大功率。

2、光敏三極管的應(yīng)用

由于光敏三極管具有電流放大作用，因此廣泛應(yīng)用于亮度測(cè)量、測(cè)速、光電開(kāi)關(guān)電路、光電隔離場(chǎng)合，例如對(duì)于光電耦合器就是利用光敏三極管和發(fā)光二極管結(jié)合，構(gòu)成光耦合器，簡(jiǎn)稱(chēng)光耦。光耦合器以光為媒介傳輸信號(hào)，它對(duì)輸入、輸出的電信號(hào)有良好的隔離作用。值得注意：光敏三極管通?；鶚O不引出，但一些光敏三極管的基極有引出，這種一般用于溫度補(bǔ)償和附加控制等場(chǎng)合。

3、光敏三極管測(cè)量

一般的，光敏三極管出線(xiàn)較長(zhǎng)的腳為e極，短腳為c極。也可以這樣測(cè)量：把光敏三極管對(duì)著自然光或燈光，用紅、黑表筆分別接光敏三極管的兩根引出線(xiàn)，然后把紅、黑表筆對(duì)調(diào)，再去接觸接收管的兩個(gè)電極，兩次測(cè)量中阻值小的那次，黑表筆接的就是光敏三極管的“C”極。紅表筆接的就是光敏三極管的“E”極。

三、光敏二極管與光敏三極管的區(qū)別

1、光敏二極管和光敏三極管都是紅外光電器件。前者由一個(gè)PN結(jié)組成,后者采用半導(dǎo)體制作工藝制成的具有NPN或PNP結(jié)構(gòu)，兩者有光照射時(shí),都會(huì)產(chǎn)生光電流；

2、光敏二極管引腳分正負(fù)，但是光敏三極管一般只有c極和e極，兩者外觀(guān)看起來(lái)一樣，很難區(qū)分，要注意型號(hào)；

3、光敏三極管和光敏二極管都能把感受到的光信號(hào)變成電信號(hào)，但是光敏三極管的基區(qū)是接受光的地方,所以基區(qū)面積做得比普通三極管要大,它所轉(zhuǎn)換的光電流要比光敏二極管大幾十倍甚至幾百倍；

4、光敏二極管的光電流小，輸出特性線(xiàn)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(xiàn)性度較差，響應(yīng)時(shí)間慢。

因此：一般要求靈敏度高，工作頻率低的開(kāi)關(guān)電路，選用光敏三極管，而要求光電流與照度成線(xiàn)性關(guān)系或要求在高頻率下工作時(shí)，應(yīng)采用光敏二極管。

審核編輯：湯梓紅