無人機(jī)傳感器技術(shù) 30.1光電效應(yīng)及其典型光電器件

光電效應(yīng)及其典型光電器件主講教師：《無人機(jī)傳感器技術(shù)》內(nèi)光電效應(yīng)及光電器件1外光電效應(yīng)及光電器件2目錄光生伏特效應(yīng)及其特性（光電池）3光電式傳感器光電式傳感器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的一種器件。其基礎(chǔ)是光電轉(zhuǎn)換元件的光電效應(yīng)。光電效應(yīng)是指光照射在某些物質(zhì)上時(shí)，物質(zhì)的電子吸收光子的能量而發(fā)生了相應(yīng)的電效應(yīng)現(xiàn)象，可分為內(nèi)光電效應(yīng)、外光電效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)三類。01內(nèi)光電效應(yīng)及

光電器件內(nèi)光電效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng)是指在光線的作用下能使物體的電阻率改變的現(xiàn)象?；趦?nèi)光電效應(yīng)的光電器件有：光敏電阻、光敏二極管、光敏三級管等。

內(nèi)光電效應(yīng)及光電器件內(nèi)光電效應(yīng)及光電器件1.1光敏電阻在半導(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。內(nèi)光電效應(yīng)及光電器件1.1光敏電阻當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，光生電子-空穴對增加，阻值減小，電流增大。內(nèi)光電效應(yīng)及光電器件1.2光敏晶體管光敏二極管光敏二極管陣列!!!光敏二極管在電路中需要反向偏置內(nèi)光電效應(yīng)及光電器件1.2光敏晶體管紅外發(fā)射、接收對管外形內(nèi)光電效應(yīng)及光電器件1.2光敏晶體管光敏三極管外形光敏三極管有兩個(gè)PN結(jié)。與普通晶體管相似，有電流增益，靈敏度比光敏二極管高。內(nèi)光電效應(yīng)及光電器件1.2光敏晶體管光敏三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)7—N型集電區(qū)8—SiO2保護(hù)圈9—集電結(jié)10—P型基區(qū)11—N型發(fā)射區(qū)12—發(fā)射結(jié)1—集電極引腳2—管芯3—外殼4—玻璃聚光鏡5—發(fā)射極引腳6—N+襯底a)

內(nèi)部組成b)管芯結(jié)構(gòu)c）結(jié)構(gòu)簡化圖02外光電效應(yīng)及光電器件外光電效應(yīng)及光電器件2.1光電管在光線的作用下能使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)，基于外光電效應(yīng)的光電元件有紫外光電管、光電倍增管、光電攝像管等。外光電效應(yīng)外光電效應(yīng)及光電器件2.2光電倍增管光電倍增管的靈敏度比上述光電管高出幾萬倍以上，在星光下就可以產(chǎn)生可觀的電流，光通量在10-14～10-6lm（流明）的很大變化區(qū)間里，其輸出電流均能保持線性。光電倍增管可用于微光測量,如探測高能射線產(chǎn)生的輝光等。03光生伏特效應(yīng)及其特性（光電池）光生伏特效應(yīng)及其特性（光電池）3.1光電池結(jié)構(gòu)及工作原理是指在光線作用下，物體產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢的現(xiàn)象。光電池就是光生伏特效應(yīng)的一種典型光電器件。光生伏特效應(yīng)光生伏特效應(yīng)及其特性（光電池）3.1光電池結(jié)構(gòu)及工作原理光生伏特效應(yīng)及其特性（光電池）3.1光電池結(jié)構(gòu)及工作原理硅光電池結(jié)構(gòu)：在一塊N型硅片上，用擴(kuò)散的方法摻入一些P型雜質(zhì)形成PN結(jié)，在P型襯底上制造一很薄、透明的N型層作為光照敏感面，就構(gòu)成最簡單的光電池。光電池及其特性3.1光電池結(jié)構(gòu)及工作原理硅光電池工作原理：當(dāng)入射光子的能量足夠大時(shí)，PN結(jié)每吸收一個(gè)光子就產(chǎn)生一對光生電子-空穴對，光生電子-空穴對的的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)使電子通過漂移運(yùn)動(dòng)被拉到N型區(qū)，空穴漂移到P區(qū)，所以N區(qū)帶負(fù)電，P區(qū)帶正電。如果光照是連續(xù)的，經(jīng)短暫的時(shí)間，PN結(jié)兩側(cè)就有一個(gè)穩(wěn)定的光生電動(dòng)勢輸出。光生伏特效應(yīng)及其特性（光電池）3.1光電池結(jié)構(gòu)及工作原理串聯(lián)：能提高電壓；

并聯(lián)：可以提高輸處電流；每一片光電池的最大輸出電壓約為0.6V；每平方米晴天的輸出電流約為10A；光電池光生伏特效應(yīng)及其特性（光電池）3.2光電