光敏传感器光电特性 现代传感器原理——光敏传感器

现代传感器原理——光敏传感器

1．光敏传感器的定义及分类：

（1）定义：将光能变换为相应电能的装置。

（2）分类

1） 光电效应传感器：用光敏材料的光电效应制成的光敏器件。 分为外光电效应和内

光电效应器件

2） 固态图像传感器：包括电荷耦合器件的光电转换和电荷转移功能制成的 CCD 图像

传感器和用光敏二极管与 MOS 晶体管构成的将光信号变成电荷或电流信号的 CMOS 图

像传感器两大类。

3） 光纤传感器：是唯一的有源光敏传感器，利用发光管或激光管发射的光，通过光纤

传输到被检测对象，经检测对象调制后的光沿着光导纤维反射或发送到光接收器，再经

接受解调后变成电信号。

4） 新型光敏传感器：包括利用各种新型光电转换原理制备的传感器，应用广泛的有激

光传感器、核辐射传感器，高分子光电传感器。

2．外光电效应：在光照下，某些材料中的电子逸出表面而产生光电子发射的现象，称为外

光电效应。

3．光电导效应：光照射半导体时材料吸收光子而产生电子-空穴对使电导率增加的现象称为

光电导效应。

4．光生伏特效应：受到光照射时产生电位差的现象称为光生伏特效应。

5．PN 结光生伏特效应：将 PN 结受光照后两段产生电动势的现象称为 PN 结光生伏特效应。

6．固态图像传感器的分类：

CMOS 、电荷注入器件 CID 。

7．光纤传感器的基本组成和分类：

（1）基本组成：主要由光源、光纤与光探测器三部分组成。

（2）分类：

8．光纤传感器的调制类型：按调制类型不同，将光纤传感器原理分为强度调制、相位调制、

频率调制、时分调制和偏振调制等。

9．光电发射二极管的工作原理：光照到阴极上产生光电子,阳极电压使其加速,碰撞气体分

子,电离出更多电子和离子，又被加速，碰撞…电离,即发生了电子倍增效应，相当于具有放

大作用，达 10 倍左右。

10．光电倍增管的工作原理：光照到光阴极上产生光电子,在真空电场下被加速，投射到第

一个“打拿极”D1 上，一个光电子可产生多个电子,多次被加速而激发打拿极后电子数目倍

增。

11．光敏三级管的工作原理：无光照时，集电结反偏，热激发少子电子从基区 b 漂移入 c，

空穴自 c 到 b，形成暗电流 Icbo；发射结正偏 Icbo 扩散越过此结。B 区留下的正离子吸引 e

区电子，被 c 收集形成 ce 间的暗电流即反向截止电流 Iceo。有光照时，大量光生电子漂移

到 c，b 留下正离子会吸引 e 的电子，又被 c 收集而形成放大的电流。集电结产生的光电流

为 IL。

12．光敏电阻在自动控制照明装置的应用及其电路分析：见书 P59。

13．光敏三级管在光电脉冲转换电路的应用及其电路分析：见书 P73。

光电传感器主要特点是什么？

　　光电传感器的基本原理是利用光电效应将光信号转换为电信号。光电效应是指光照射在物质表面时，物质吸收光子的能量后，其内部电子受到激发而从原子中逸出形成光电流的现象。根据光电效应的不同类型，光电传感器可分为光电导传感器光电发射传感器和光电转换传感器等。

光电传感器主要特点是什么？

　　光电导传感器利用光电导效应，当光照射在半导体材料上时，半导体材料的电导率发生变化，从而实现光信号到电信号的转换。光电发射传感器则是利用光电发射效应，当光照射在金属表面时，金属表面的电子受到激发而逸出，形成光电子发射通过测量光电子的电流大小来实现光信号到电信号的转换。光电转换传感器则是将光信号直接转换为电信号，如光电二极管、光电三极管等。

　　主要特点：

　　①检测间隔长

　　假如在对射型中保存10m以上的检测间隔等，便能实现其余检测手段(磁性、超声波等) 无奈远间隔检测。

　　②对检测物体的限度少

　　因为以检测物体惹起的遮光跟反射为检测道理，以是不象濒临传感器等将检测物体限制 在金属，它可对玻璃.塑料.木料.液体等多少乎全部物体停止检测。

光电传感器

　　③呼应时光短

　　光自身为高速，而且传感器的电路都由电子整机形成，以是不包括机器性任务时光，呼应时光十分短。

　　④辨别率高

　　能经由过程高等计划技巧使投光光束会合在小光点，或经由过程形成特别的受光光学体系，来实现高辨别率。也可停止渺小物体的检测跟高精度的地位检测。

光敏电阻原理图

　　⑤可实现非打仗的检测

　　能够毋庸机器性地打仗检测物体实现检测，因而不会对检测物体跟传感器形成伤害。因而，传感器能临时应用。

　　⑥可实现色彩判断

　　经由过程检测物体构成的光的反射率跟接收率依据被投光的光芒波长跟检测物体的色彩组合 而有所差别。应用这种性子，可对检测物体的色彩停止检测。

　　⑦便于调剂

　　在投射可视光的范例中，投光光束是眼睛可见的，便于对检测物体的地位停止调剂。光电传感器主要特点是什么？-聚英电子官网

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