教学课件第11章 光电转换器件.ppt

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2、件【知识目标】【知识目标】 学习光敏电阻、光电二极管、光三极管、光电耦合器种类及工作原理。 掌握常见的光电转换器件的电路符号、基本用途和主要特点。【技能目标】【技能目标】 掌握光敏电阻、光电二极管、光电三极管、光电耦合器的识别技能，能正确检测光敏电阻、光电二极管和光电三极管。 学习和掌握光电二极管、光电三极管、光电耦合器的基本应用。什么是光电转换器件什么是光电转换器件光电转换器件主要是利用光电效应，将不同光电转换器件主要是利用光电效应，将不同波长的辐射能转化成光电流的信号。光电转波长的辐射能转化成光电流的信号。光电转换器件主要有两大类：一类是光电发射器件，换器件主要有两大类：一类是光电发射器件

3、，另一类是半导体光电器件。另一类是半导体光电器件。光敏电阻的种类与应用。光敏电阻的种类与应用根据的光谱特性光敏电阻可分为：根据的光谱特性光敏电阻可分为： 紫外光敏电阻紫外光敏电阻器、红外光敏电阻器和可见光光敏电阻器。器、红外光敏电阻器和可见光光敏电阻器。 11.1光电转换器件的基础知识 1. 1.光敏电阻光敏电阻2光敏电阻的主要参数光敏电阻的主要参数（1）光电流、亮电阻。（2）暗电流、暗电阻。（3）灵敏度。（4）光谱响应。（5）光照特性。（6）伏安特性曲线。（7）温度系数。（8）额定功率。11.1光电转换器件的基础知识 1.光敏电阻光敏电阻光电二极管的种类光电二极管的种类 光电二极管是一种常用

4、的光敏器件。与晶体二极管相似，光电二极管也是具有一个PN结的半导体器件，所不同的是光电二极管有一个透明的窗口，以便使光线能够照射到PN结上。常见的有透明塑封光电二极管、金属壳封装光电二极管、树脂封装光电二极管等。常用的有PN结型、P lN结型、雪崩型和肖特基结型等，用的最多的是硅材料PN结型光电二极管。光电二极管的符号光电二极管的符号 光电二极管的文字符号一般为“D” 11.1光电转换器件的基础知识 2. 2.光电二极管光电二极管光敏二极管11.1光电转换器件的基础知识 1. 1.光电二极管光电二极管与晶体二极管相似，光电二极管也是具有一个与晶体二极管相似，光电二极管也是具有一个PN结的半结的

5、半导体器件，所不同的是光电二极管有一个透明的窗口，以导体器件，所不同的是光电二极管有一个透明的窗口，以便使光线能够照射到便使光线能够照射到PN结上。结上。 透明塑封光电二极管、金属壳封装光电二极管、树脂封装透明塑封光电二极管、金属壳封装光电二极管、树脂封装光电二极管光电二极管 11.1光电转换器件的基础知识 2. 2.光电二极管光电二极管光电二极管的性能指标光电二极管的性能指标（）最高工作电压（）最高工作电压最高工作电压最高工作电压是指在无光照、反向电流不超过规定值是指在无光照、反向电流不超过规定值(通常通常为为0 .1A)的前提下，光电二极管所允许加的最高反向电压。光的前提下，光电二极管所允

6、许加的最高反向电压。光电二极管的电二极管的一般在一般在1050，使用中不要超过此电压。，使用中不要超过此电压。（）光电流（）光电流光电流光电流是指在受到一定光照时，加有反向电压的光电二极管是指在受到一定光照时，加有反向电压的光电二极管中所流过的电流，约为几十微安。一般情况下，选用光电流中所流过的电流，约为几十微安。一般情况下，选用光电流较大的光电二极管效果较好。较大的光电二极管效果较好。（）灵敏度（）灵敏度光电灵敏度光电灵敏度是指在光照下，光电二极管的光电流是指在光照下，光电二极管的光电流与入射与入射光功率之比，单位为光功率之比，单位为A u,光电灵敏度光电灵敏度越高越好。越高越好。4 光电二

7、极管的特点光电二极管的特点光电二极管的特点是具有将光信号转换为电信号的功能。并且其光电二极管的特点是具有将光信号转换为电信号的功能。并且其光电流光电流的大小与光照强度成正比，光照越强，光电流的大小与光照强度成正比，光照越强，光电流越越大。大。11.1光电转换器件的基础知识 2. 2.光电二极管光电二极管光电二极管的作用光电二极管的作用（）光控（）光信号接收（）光转换 11.1光电转换器件的基础知识 2. 2.光电二极管光电二极管1光电三极管的种类光电三极管的种类按外引脚数不同，可分为二引脚式和三引脚式。光电三极管的符号光电三极管的符号11.1光电转换器件的基础知识 3. 3.光电三极管光电三极

8、管光电三极管的性能指标光电三极管的性能指标（）最高工作电压（）最高工作电压最高工作电压最高工作电压Uceo是指在无光照是指在无光照集电极漏电流不超过集电极漏电流不超过0 .5A）时）时允许加的最高工作电压，一般为允许加的最高工作电压，一般为1050V，使用中不要超过此范围。，使用中不要超过此范围。（）光电流（）光电流（）最大允许功耗（）最大允许功耗4光电三极管的特点光电三极管的特点不仅能实现光电转换，而且还具有信号放大功能。不仅能实现光电转换，而且还具有信号放大功能。11.1光电转换器件的基础知识 3. 3.光电三极管光电三极管3.光电三极管的工作原理光电三极管的工作原理光电三极管可以等效为光

9、电二极管和普通三极管的组合体，结光电三极管可以等效为光电二极管和普通三极管的组合体，结相当于一个光电相当于一个光电二极管，在光照下产生的二极管，在光照下产生的光电流光电流经基集进入三经基集进入三极管放大，因此光电三极极管放大，因此光电三极管输出的光电流可达光电管输出的光电流可达光电二极管的二极管的倍。倍。光电三极管的作用光电三极管的作用主要作用是光控。光控开关电路主要作用是光控。光控开关电路 11.1光电转换器件的基础知识 3. 3.光电三极管光电三极管1光电耦合器的符号11.1光电转换器件的基础知识 4. 4.光电耦合器光电耦合器2光电耦合器的外形光电耦合器的外形11.1光电转换器件的基础知

10、识 4. 4.光电耦合器光电耦合器2光电耦合器的性能指标光电耦合器的性能指标（）正向电压（）正向电压U F指使输入端发光二极管正向导通所需要的最小电压 （）输出电流（）输出电流IL指输入端接入规定正向电压时，光电器件输出端通过的光电流。 （）反向击穿电压（）反向击穿电压U BR指光电器件输出端反向电流达到规定值时，其两极间的电压降,使用中工作电压应在U BR以下，并留有一定余量。11.1光电转换器件的基础知识 4. 4.光电耦合器光电耦合器光电耦合器的特点光电耦合器的特点是输入端与输出端之间既能传输电信号，又具有电信号的隔离性，并且传输效率高、隔离度好、抗干扰能力强、使用寿命长。 光电耦合器的

11、作用光电耦合器的作用是隔离传输，在隔离耦合、电平转换、继电控制等方面得到广泛的应用。11.1光电转换器件的基础知识 4. 4.光电二极管光电二极管光电二极管的型号国产光电二极管主要有2CU系列(N型硅光电二极管)，2CU系列(P型硅光电一极管)和PIN系列(PIN结型硅光电二极管)等11.2光电转换器件的基础实训 1. 1.光电二极管光电二极管光电二极管的极性光电二极管的极性光电二极管两引脚有正极、负极之分，靠近管色标的是正极，另一脚是负极；引脚较长的是正极，较短的是负极。11.2光电转换器件的基础实训 1. 1.光电二极管光电二极管1光电三极管的命名方法光电三极管的命名方法 光电三极管的型号

12、命名方法与晶体三极管相同,普遍使用的是系列NPN型硅光电三极管。11.2光电转换器件的基础实训 2. 2.光电三极管光电三极管2光电三极管的引脚光电三极管的引脚由于光电三极管的基极即为光照窗口，因此大多数光电三极管只由于光电三极管的基极即为光照窗口，因此大多数光电三极管只有发射极有发射极e和集电极和集电极c两只引脚，基极无引出线。光电三极管的外两只引脚，基极无引出线。光电三极管的外形与光电二极管几乎一样。也有部分光电三极管的基极形与光电二极管几乎一样。也有部分光电三极管的基极b有引脚，有引脚，常作温度补偿用。常作温度补偿用。靠近管色标的是靠近管色标的是发射极发射极e，另一，另一脚是集电极脚是集

13、电极c；引脚较长的是引脚较长的是发射极发射极e，较，较短的是集电极短的是集电极c。11.2光电转换器件的基础实训 2. 2.光电三极管光电三极管光电耦合器的识别11.2光电转换器件的基础实训 3. 3.光电耦合器光电耦合器检测检测PN结结万用表置于“1”挡，黑表笔接光电光电二极管正极，红表笔接负极，测其正向电阻，显示值应为1020K11.3光电转换器件的技能实训 1. 1.光电二极管光电二极管检测检测检测光电性能检测光电性能红表笔接光电二极管正极，黑表笔接负极。用一黑纸片等将光电红表笔接光电二极管正极，黑表笔接负极。用一黑纸片等将光电二极管的透明窗口遮住，测得没有光照情况下的反向电阻，应为二极

14、管的透明窗口遮住，测得没有光照情况下的反向电阻，应为无穷大。无穷大。移去黑纸片，使光电二极管的透明窗口朝向光源表针应向右偏转移去黑纸片，使光电二极管的透明窗口朝向光源表针应向右偏转至几千欧处，表针偏转越大，说明光电二极管灵敏度越高。至几千欧处，表针偏转越大，说明光电二极管灵敏度越高。11.3光电转换器件的技能实训 1. 1.光电二极管光电二极管检测检测1光电三极管的检测光电三极管的检测万用表置于“R1k”黑表笔接发射极e，红表笔接集电极 c，光电三极管所加电压为反向电压，万用表指示的阻值为无穷大11.3光电转换器件的技能实训 2. 2.光电三极管光电三极管检测检测用黑纸片将光电三极管窗口遮住，

15、对调两表笔再测，虽然所加为正向电压，但因光电三极管的基极无光照，光电三极管仍无电流，其阻值接近为无穷大。保持红表笔接发射极e、黑表笔接集电极c，然后撤去黑纸片，使光电三极管窗口朝向光源，表针应向右偏转到1k左右。表针偏转越大，说明光电三极灵敏度越高。11.3光电转换器件的技能实训 2. 2.光电三极管光电三极管检测检测区别光电二极管与光电三极管区别光电二极管与光电三极管由于光电二极管与光电三极管外形几乎一样，上述检测也可用来区别它们。遮住窗口测两引脚间的正、反向电阻，阻值较小的是光电二极管，两阻值均为无穷大的为光电三极管。11.3光电转换器件的技能实训 2. 2.光电三极管光电三极管检测检测1

16、检测输入部分检测输入部分表置于“1”挡，测量输入部分发光二极管正、反向电阻，其正向电阻约为几百欧，反向电阻约为几十千欧。 11.3光电转换器件的技能实训 3. 3.光电耦合器光电耦合器检测检测检测输出部分检测输出部分以光电三极管型光电耦合器为例，在输入端悬空的前提下，测量输出端两引脚 (光电三极管的c、e极) 间的正、反向电阻，均应为无穷大11.3光电转换器件的技能实训 3. 3.光电耦合器光电耦合器检测检测检测光电耦合器的传输性能检测光电耦合器的传输性能右边的万用表表针向右偏转则说明发射管正常；左边的万用表表针也向右偏转则说明光电三极管接收到发射光，并有放大作用。11.3光电转换器件的技能实

17、训 3. 3.光电耦合器光电耦合器检测检测4检测绝缘电阻检测绝缘电阻将万用表置于“1”挡，测量输入端与输出端之间任两脚间的电阻，均应为无穷大 11.3光电转换器件的技能实训 3. 3.光电耦合器光电耦合器检测检测本章小结1. 1.本章介绍了光电二极管、三极管和光电耦合本章介绍了光电二极管、三极管和光电耦合器分类、符号、特点和作用。器分类、符号、特点和作用。 2. 2.需要掌握的基础技能有光电二极管、三极管需要掌握的基础技能有光电二极管、三极管和光电耦合器的符号、识别和使用方法。和光电耦合器的符号、识别和使用方法。3. 3.需要掌握的操作技能有光电二极管、三极管需要掌握的操作技能有光电二极管、三极管和光电耦合器的符号的性能检测方法。和光电耦合器的符号的性能检测方法。