成都信息工程（成都信工学院）：电子工业出版社《传感器与检测技术》教学资源（PPT课件）第4章 光电式传感器原理与应用（4.1）光电效应和光电器件

4.1 光电器件 外光电效应: 在光线作用下使物体的电子逸出表面的现象。 如光电管、光电倍增管 内光电效应: 在光线作用下能使物体电阻率改变的现象, 如光敏电阻等属于这类光电器件 阻挡层光电效应(光生伏特效应 在光线作用下能使物体产生一定方向的电动 势的现象。如光电池、光敏晶体管等 下一页

4.1 光电效应和光电器件 外光电效应: 在光线作用下使物体的电子逸出表面的现象。 如光电管、光电倍增管 内光电效应: 在光线作用下能使物体电阻率改变的现象， 如光敏电阻等属于这类光电器件。 阻挡层光电效应(光生伏特效应): 在光线作用下能使物体产生一定方向的电动 势的现象。如光电池、光敏晶体管等 返 回 下一页

光 器件 411光电管 41.2光电倍增管 413光敏电阻 414光敏二极管和光敏晶体管 41.5光电池 41.6光电式传感器的应用 上一页 下一页

光电效应和光电器件 4.1.1 光电管 4.1.2 光电倍增管 4.1.3 光敏电阻 4.1.4 光敏二极管和光敏晶体管 4.1.5 光电池 4.1.6 光电式传感器的应用 返 回 上一页 下一页

光电阴极阳极 廿廿 当阴极受到适当波长的光线照射时便发射电子, 电子被带正电位的阳极所吸引,在光电管内就有电 子流,在外电路中便产生了电流。 上一页 下一页

4．1．1 光电管 当阴极受到适当波长的光线照射时便发射电子， 电子被带正电位的阳极所吸引，在光电管内就有电 子流，在外电路中便产生了电流。 返 回 上一页 下一页

光通量一 量 阳极电压 阳极电压 真空光电管的伏安特性 充气光电管的伏安特性 充气光电管:构造和真空光电管基本相同,优点是灵敏度高 所不同的仅仅是在玻璃泡内充以少量的惰性气体 其灵敏度随电压变化的稳定性、频率特性等都比真空光电管差 上一页 下一页

真空光电管的伏安特性 充气光电管的伏安特性 充气光电管: 构造和真空光电管基本相同，优点是灵敏度高. 所不同的仅仅是在玻璃泡内充以少量的惰性气体 其灵敏度随电压变化的稳定性、频率特性等都比真空光电管差 返 回 上一页 下一页

E 光 K E E 在入射光极为微弱时,光电管能产生的光电流就很小, 光电倍增管:放大光电流 组成:光电阴极+若干倍增极+阳极 上一页 下一页

4．1．2 光电倍增管 在入射光极为微弱时，光电管能产生的光电流就很小， 光电倍增管：放大光电流 组成：光电阴极+若干倍增极+阳极 返 回 上一页 下一页

止电位地能的林 ◎°光电阴极口光电倍增极□→阳极 倍增极上涂有Sb-Cs或Ag-Mg等光敏材料,并且 电位逐级升高 阴极发射的光电子以高速射到倍增极上,引起二 次电子发射。 二次电子发射系数G=二次发射电子数/入射电子数 若倍增极有n,则倍增率为σ。 上一页 下一页

光电倍增管的结构 与工作原理 ▪ 光电阴极 光电倍增极 阳极 倍增极上涂有Sb-Cs或Ag-Mg等光敏材料，并且 电位逐级升高。 阴极发射的光电子以高速射到倍增极上，引起二 次电子发射 。 二次电子发射系数 σ =二次发射电子数／入射电子数 若倍增极有n，则倍增率为σ n 。 返 回 上一页 下一页

◎1.光敏电阻的工作原理及结构 ◎2.光敏电阻的主要参数 ◎3.光敏电阻的基本特性 上一页 下一页

4．1．3 光敏电阻 1. 光敏电阻的工作原理及结构 2．光敏电阻的主要参数 3．光敏电阻的基本特性 返 回 上一页 下一页

光照 电极 光敏电阻 电源 当无光照时,光敏电阻值(暗电阻)很大,电路中电流很小 当有光照时,光敏电阻值(亮电阻)急剧减少,电流迅速增加 上一页 下一页

1. 光敏电阻的工作原理及结构 当无光照时，光敏电阻值(暗电阻)很大，电路中电流很小 当有光照时，光敏电阻值(亮电阻)急剧减少，电流迅速增加 返 回 上一页 下一页

光 玻璃 2光电导层 3电极 4绝缘衬底 5金属壳 6黑色绝缘玻璃 7引线 光敏电阻的灵敏度易受潮湿的影响, 因此要将光电导体严密封装在带有玻璃的壳体中。 上一页 下一页

光敏电阻的结构 1.玻璃 2.光电导层 3.电极 4.绝缘衬底 5.金属壳 6.黑色绝缘玻璃 7.引线 光敏电阻的灵敏度易受潮湿的影响， 因此要将光电导体严密封装在带有玻璃的壳体中。 返 回 上一页 下一页

梳状电极 电极 光导体 半导体吸收光子而产生的光电效应,只限于光照的表面薄层 光敏电阻的电极一般采用梳状,提高了光敏电阻的灵敏度。 灵敏度高,光谱特性好,光谱响应从紫外区一直到红外区。 而且体积小、重量轻、性能稳定 上一页 下一页

半导体吸收光子而产生的光电效应，只限于光照的表面薄层。 光敏电阻的电极一般采用梳状，提高了光敏电阻的灵敏度。 灵敏度高，光谱特性好，光谱响应从紫外区一直到红外区。 而且体积小、重量轻、性能稳定 梳 状 电 极 返 回 上一页 下一页