光敏三极管
光敏三极管
光敏三极管和普通三极管相似，也有电流放大作用，只是它的集电极电流不只是受基极电路和电流控制，同时也受光辐射的控制。通常基极不引出，但一些光敏三极管的基极有引出，用于温度补偿和附加控制等作用。当具有光敏特性的PN 结受到光辐射时，形成光电流，由此产生的光生电流由基极进入发射极，从而在集电极回路中得到一个放大了相当于β倍的信号电流。不同材料制成的光敏三极管具有不同的光谱特性，与光敏二极管相比，具有很大的光电流放大作用，即很高的灵敏度。
光敏三极管的伏安特性测量
图3 光敏三极管特性测试实验
（1）按原理图3接好实验线路，将光敏三极管板置测试架中、电阻盒置于九孔插板中，电源由直流恒压源提供，光源电（可调）。
（2）先将可调光源调至相对光强为“弱光”位置，每次在一定光照条件下，测出加在光敏三极管的偏置电与产生的光电流I C的关系数据。其中光电流 (l.0为取样电阻R）。
硅光电池
硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件。它的结构很简单，核心部分是一个大面积的PN 结，把一只透明玻璃外壳的点接触型二极管与一块微安表接成闭合回路，当二极管的管芯(PN结)受到光照时，你就会看到微安表的表针发生偏转，显示出回路里有电流，这个现象称为光生伏特效应。硅光电池的PN结面积要比二极管的PN结大得多，所以受到光照时产生的电动势和电流也大得多。
1）硅光电池的伏安特性测量
图4硅光电池特性测试电路
（1）实验线路见图4，电阻箱调到0Ω。
（2）先将可调光源调至相对光强为“弱光”位置，每次在一定的照度下，测出硅光电池的开路电压U oc和短路电流I S，其中短路电流为（取），以后逐步调大相对光强（次），重复上述实验。
光敏二极管和光敏三极管区别
光敏二极管和光敏三极管简介及应用 光敏二极管和光敏三极管是光电转换半导体器件，与光敏电阻器相比具有灵敏度高、高频性能好，可靠性好、体积小、使用方便等优。 一、光敏二极管 1．结构特点与符号 光敏二极管和普通二极管相比虽然都属于单向导电的非线 性半导体器件，但在结构上有其特殊的地方。 光敏二极管在电路中的符号如图Z0129 所示。光敏二极管 使用时要反向接入电路中，即正极接电源负极，负极接电 源正极。 2．光电转换原理 根据PN结反向特性可知，在一定反向电压范围内，反向电 流很小且处于饱和状态。此时，如果无光照射PN结，则因 本征激发产生的电子-空穴对数量有限，反向饱和电流保持不变，在光敏二极管中称为暗电流。当有光照射PN结时，结内将产生附加的大量电子空穴对（称之为光生载流子），使流过PN结的电流随着光照强度的增加而剧增，此时的反向电流称为光电流。不同波长的光（兰光、红光、红外光）在光敏二极管的不同区域被吸收形成光电流。被表面P型扩散层所吸收的主要是波长较短的兰光，在这一区域，因光照产生的光生载流子（电子），一旦漂移到耗尽层界面， 就会在结电场作用下，被拉向N区，形成部分光电流；彼长较长的红光，将透过P型层在耗尽层激发出电子一空穴对，这些新生的电子和空穴载流子也会在结电场作用下，分别到达N区和P 区，形成光电流。波长更长的红外光，将透过P型层和耗尽层，直接被N区吸收。在N区内因光照产生的光生载流子（空穴）一旦漂移到耗尽区界面，就会在结电场作用下被拉向P区，形成光电流。因此，光照射时，流过PN结的光电流应是三部分光电流之和。 二、光敏三极管 光敏三极管和普通三极管的结构相 类似。不同之处是光敏三极管必须 有一个对光敏感的PN结作为感光 面，一般用集电结作为受光结，因 此，光敏二极管实质上是一种相当 于在基极和集电极之间接有光敏二 极管的普通二极管。其结构及符号 如图Z0130所示。 三、光敏二极管的两种工作状态 光敏二极管又称光电二极管，它是 一种光电转换器件，其基本原理是 光照到P-N结上时，吸收光能并转变为电能。它具有两种工作状态：
光敏电阻基本特性测量
光敏电阻基本特性测量 教学目的： 光传感器是测量端与信息处理系统的中间环节,可以理解为把光信息变换为电信息的一个元件, 光敏电阻 就是基于内光电效应的一种光传感器,光敏电阻具有灵敏度高,光谱特性好,使用寿命长,稳定性高,体积小以及制造工艺简单等特点,因此作为开关式光电信号传感器广泛应用在自动化技术中。自然界中有很多信息是通过光辐射形式传播的，用常规的仪器无法检测,而通过光电器件则可获得这些信息；光敏电阻体型小,灵敏度高,价格便宜，灵敏度峰值Gds(520mm),根据其特性可实际用于摄像机的露点计﹑光控制器﹑光联结器﹑光电继电器等方面。 制造光敏电阻的材料主要有金属的硫化物,硒化物和锑化物等半导体材料,在可见光范围内,常用的光敏电阻是硫化镉(CdS)本实验即采用该种光敏电阻,光敏电阻的主要参量有暗电阻,亮电阻,光谱范围,峰值波长和时间常量等,基本特性有伏安特性,光谱特性,光照特性等 通过本次实验,学生不仅能对光敏电阻的特性有一定的了解,还可以学习到光路的调整方法,有助于学生动手能力的培养. 教学安排： 本实验学时数为4学时。 原理综述： 光照下物体电导率改变的现象称为内光电效应(光导效应)光敏电阻是基于内光电效应的光电元件,当内光电效应发生时,固体材料吸收的能量使部分价带电子迁移到导带,同时在价带留下空穴,由于材料中载流子数目增加,材料的电导率增加,电导率的改变量为 p n pe ne σμμ?=?+? (1) 式中e 为电荷电量, △P 为空穴浓度的改变量, △n 为电子浓度的改变量, μΡ为空穴的转移率, μn 为电子的迁移率. 当光敏电阻两端加上电压U 之后,光电流为 ph A I U d σ=? (2) 其中A 为与电流垂直的截面积,d 为电极间的距离,由(1)和(2)可知,光照一定时,光敏电阻两端电压与光电流为线性关系,呈电阻特性,该直线经过零点,其斜率反映在该光照下的阻值状态. 光照特性是指在一定的外加电压下,光敏电阻的光电流与光通量之间的关系.。光电流随着照度的变化而改变的规律称为光照特性。不同类型的光敏电阻的光照特性不同，当入射光很强或很弱时,光敏电阻的光电流与光照之间会呈现非线性关系。其他照度区域近似呈线性关系"不同类型的光敏电阻的光照特性不同,但大多数光敏电阻的光照特性是非线性的。 仪器平台： 本仪器是一种测量光敏电阻基本特性的实验装置，包括伏-安特性和光照特性。结构如图（一）所 示，在导轨上安置五个磁力滑座，分别将光源、两个聚光镜、偏振器、接收器插入滑座內。打开光源，调整聚光镜，使平行光均匀入射到偏振片上，调整聚光镜及接收器使它们处于同一光轴。旋转偏振器的手轮刻度为零时通过的光能最强、刻度为90°时通过的光能最弱。通过旋转手轮改变入射到接收器的光强。根据光敏电阻特性：在一定照度下测
光敏三极管的结构及工作原理和磁敏三极管
光敏三极管的结构及工作原理 说明：光敏三极管与二极管不同的是有两个背对相接的PN结。与普通三极管相似的是，它也有电流增益。图21-7示出了NPN型光敏兰极管的结构。需要指出的是，因光敏三极管无须电参量控制，所以一般没有基极引出线，只有集电极C和发射极e两个引脚，而且外形和光敏二极管极为相似，很难区别开，需认真看清管壳外缘标注的型号，以免混淆。 有时为了提高电压放大倍数，生产商将光敏三极管与另一普通二极管制作在一个管芯内，连结成复合管形式，称为达林顿型光敏三极管。它的电压放大倍数很高(β=βlβ2)，且允许输出较大电流，即电流放大倍数也很高(α=α1α2)。但达林顿型光敏三极管的暗电流较大，非线性严重，温
漂大以及抗干扰能力差，需在电路中增加抑制回路方能正常工作。 网名： sels 光敏三极管基础知识 光敏三极管和普通三极管相似，也有电流放大作用，只是它的集电极电流不只是受基极电路和电流控制，同时也受光辐射的控制。通常基极不引出，但一些光敏三极管的基极有引出，用于温度补偿和附加控制等 作用。 当具有光敏特性的PN 结受到光辐射时，形成光电流，由此产生的光生电流由基极进入发射极，从而在集电极回路中得到一个放大了相当于β倍的信号电流。不同材料制成的光敏三极管具有不同的光谱特性，与光敏二极管相比，具有很大的光电流放大作用，即很高的灵敏度。 通过对半导体二极管和三极管的学习，我了解了晶体管的基本结构和工作原理，晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，如图从三个区引出相应的电极，分别为基极b发射极e和集电极c。 发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里；NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。虽然重点学习了晶体管的放大作用，但是我对晶体管的开关作用更感兴趣。半导体就像 一个开关，可以通过导通与截止来控制电路。 半导体通过添加一部分微量元素会使其特性发生翻天覆地的变化。光敏晶体管就是一种重要的衍生物。视觉是人体最重要的感觉，因此，我觉得通过光来控制电路真是太精妙了，而光敏的二极管三极管恰好就完成这个任务。因为光敏三极管由于还具有放大作用，因此应用比二极管更加广泛。光敏三极管用于测量光亮度，经常与发光二极管配合使用作为信号接收装置。下面用事例说明介绍一下各种功能。 一测量光亮度 在教室图书馆，很多时候日光灯白天也亮着，在宿舍里面，日光灯经常是昼夜不息，同学们对这种浪费已经麻木不仁了。有的同学早晨去教室，虽然教室很明亮但还要开灯，虽然一盏日光灯不会浪费多少资源，但积少成多，浪费就是很大了。因此，我们可以在教室安装一个控制电路，当亮度达到一定程度的时候，使得教室里面和宿舍里面日光灯将无法启动。我们可以利用光敏三极管附加电磁继电器来完成这个电路。采光点的选取是一个关键，因为并不是每一个教室的明亮程度都是相同的，我们可以采用多点取样来达到这个要求。例如在20个教室中都安放光敏三极管，我们可以设置，如果他们全部或者大部分亮度都很高，那么，日光灯就无法正常启动，达到节约能源的目的。 还有一种情况，就是如果有一天天空布满了乌云，亮度不够，那么日光灯可以开启了。但是不久云开雾散，天气放晴，日光灯不会自动关闭。同样造成很大浪费。可以在采光点所在的教室外面再安装一个采光点，当室内外强度的差值缩小到一定范围是，我们可以认为日光灯的作用可以忽略了，日光灯就会自动 关闭。 另外一种情况，如果教室外面正下雨，教室里面日光灯亮着，此时窗外一个闪电，使得外面很亮，日光灯就关闭了，这会造成麻烦。因此要避免这种问题。方法就是在电路中安装计数器，使得亮度差维持一
光敏电阻伏安特性光敏二极管光照特性
光敏电阻伏安特性、光敏二极管光照特性(FB815型光敏传感器光电特性实验仪 ) 凡是将光信号转换为电信号的传感器称为光敏传感器，也称为光电式传感器，它可用于检测直接由光照明度变化引起的非电量，如光强、光照度等;也可间接用来检测能转换成光量变化的其它非电量，如零件直径、表面粗糙度、位移、速度、加速度及物体形状、工作状态识别等。光敏传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用。 光敏传感器的物理基础是光电效应，通常分为外光电效应和内光电效应两大类，在光辐射作用下电子逸出材料的表面，产生光电子发射现象，则称为外光电效应或光电子发射效应。基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。另一种现象是电子并不逸出材料表面的，则称为是内光电效应。光电导效应、光生伏特效应都是属于内光电效应。好多半导体材料的很多电学特性都因受到光的照射而发生变化。因此也是属于内光电效应范畴，本实验所涉及的光敏电阻、光敏二极管等均是内光电效应传感器。 通过本设计性实验可以帮助学生了解光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池与光学纤维的光电传感特性及在某些领域中的应用。 【实验原理】 1(光电效应: (1)光电导效应: 当光照射到某些半导体材料上时，透过到材料内部的光子能量足够大，某些电子吸收光子的能量，从原来的束缚态变成导电的自由态，这时在外电场的作用下，流过半导体的电流会增大，即半导体的电导会增大，这种现象叫光电导效应。它是一种内光电效应。
光电导效应可分为本征型和杂质型两类。前者是指能量足够大的光子使电子离开价带跃入导带，价带中由于电子离开而产生空穴，在外电场作用下，电子和空穴参与电导，使电导增加。杂质型光电导效应则是能量足够大的光子使施主能级中的电子或受主能级中的空穴跃迁到导带或价带，从而使电导增加。杂质型光电导的长波限比本征型光电导的要长的多。 (2)光生伏特效应: 在无光照时，半导体结内部有自建电场。当光照射在结及其附近时，在能量PNPN 足够大的光子作用下，在结区及其附近就产生少数载流子(电子、空穴对)。载流子在结区外时，靠扩散进入结区;在结区中时，则因电场的作用，电子漂移到区，空穴漂移EN到区。结果使区带负电荷，区带正电荷，产生附加电动势，此电动势称为光生电动PPN 势，此现象称为光生伏特效应。 2(光敏传感器的基本特性: 光敏传感器的基本特性则包括:伏安特性、光照特性等。 伏安特性: 光敏传感器在一定的入射光照度下，光敏元件的电流与所加电压之间的关系称为IU光敏器件的伏安特性。改变照度则可以得到一族伏安特性曲线。它是传感器应用设计时的重要依据。 光照特性: 光敏传感器的光谱灵敏度与入射光强之间的关系称为光照特性，有时光敏传感器的输出电压或电流与入射光强之间的关系也称为光照特性，它也是光敏传感器应用设计时选择参数的重要依据之一。
光敏电阻的物理特性
Ⅰ.光敏电阻的物理特性 光敏电阻:常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。Ⅱ.组成特性 光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，又称为光电导探测器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。还有另一种入射光弱，电阻减小，入射光强，电阻增大。 Ⅲ.作用 光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。 根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器：紫外光敏电阻器、红外光敏电阻器、可见光光敏电阻器。 Ⅳ.参数特性 （1）光电流、亮电阻。光敏电阻器在一定的外加电压下，当有光照射时，流过的电流称为光电流，外加电压与光电流之比称为亮电阻，常用“100LX”表示。（2）暗电流、暗电阻。光敏电阻在一定的外加电压下，当没有光照射的时候，流过的电流称为暗电流。外加电压与暗电流之比称为暗电阻，常用“0LX”表示。（3）灵敏度。灵敏度是指光敏电阻不受光照射时的电阻值（暗电阻）与受光照射时的电阻值（亮电阻）的相对变化值。 （4）光谱响应。光谱响应又称光谱灵敏度，是指光敏电阻在不同波长的单色光照射下的灵敏度。若将不同波长下的灵敏度画成曲线，就可以得到光谱响应的曲线。 （5）光照特性。光照特性指光敏电阻输出的电信号随光照度而变化的特性。从光敏电阻的光照特性曲线可以看出，随着的光照强度的增加，光敏电阻的阻值
光敏电阻的暗电阻亮电阻光电流
（1）光敏电阻的暗电阻、亮电阻、光电流 暗电流：光敏电阻在室温条件下，全暗（无光照射）后经过一定时间测量的电阻值，称为暗电阻。此时在给定电压下流过的电流。 亮电流：光敏电阻在某一光照下的阻值，称为该光照下的亮电阻。此时流过的电流。 光电流：亮电流与暗电流之差。 光敏电阻的暗电阻越大，而亮电阻越小则性能越好。也就是说，暗电流越小，光电流越大，这样的光敏电阻的灵敏度越高。 实用的光敏电阻的暗电阻往往超过1MΩ,甚至高达100MΩ，而亮电阻则在几kΩ以下，暗电阻与亮电阻之比在102～106之间，可见光敏电阻的灵敏度很高。 （2）光敏电阻的光照特性 下图表示CdS光敏电阻的光照特性。在一定外加电压下，光敏电阻的光电流和光通量之间的关系。不同类型光敏电阻光照特性不同，但光照特性曲线均呈非线性。因此它不宜作定量检测元件，这是光敏电阻的不足之处。一般在自动控制系统中用作光电开关。 （3）光敏电阻的光谱特性 光谱特性与光敏电阻的材料有关。从图中可知，硫化铅光敏电阻在较宽的光谱范围内均有较高的灵敏度，峰值在红外区域；硫化镉、硒化镉的峰值在可见光区域。因此，在选用光敏电阻时，应把光敏电阻的材料和光源的种类结合起来考虑，才能获得满意的效果。 （4）光敏电阻的伏安特性 在一定照度下，加在光敏电阻两端的电压与电流之间的关系称为伏安特性。图中曲线1、2分别表示照度为零及照度为某值时的伏安特性。由曲线可知，在给定偏压下,光照度较大，光电流也越大。在一定的光照度下，所加的电压越大，光电流越大，而且无饱和现 象。但是电压不能无限地增大，因为任何光敏电阻都受额定功率、最高工作电压和额定电流
的限制。超过最高工作电压和最大额定电流，可能导致光敏电阻永久性损坏。 （5）光敏电阻的频率特性 当光敏电阻受到脉冲光照射时，光电流要经过一段时间才能达到稳定值，而在停止光照后，光电流也不立刻为零，这就是光敏电阻的时延特性。由于不同材料的光敏， 电阻时延特性不同，所以它们的频率特性也不同，如图。硫化铅的使用频率比硫化镉高得多，但多数光敏电阻的时延都比较大，所以，它不能用在要求快速响应的场合。 （6）光敏电阻的稳定性 图中曲线1、2分别表示两种型号CdS光敏电阻的稳定性。初制成的光敏电阻，由于体内机构工作不稳定，以及电阻体与其介质的作用还没有达到平衡，所以性能是不够稳定的。但在人为地加温、光照及加负载情况下，经一至二周的老化，性能可达稳定。光敏电阻在开始一段时间的老化过程中，有些样品阻值上升，有些样品阻值下降，但最后达到一个稳定值后就不再变了。这就是光敏电阻的主要优点。 光敏电阻的使用寿命在密封良好、使用合理的情况下，几乎是无限长的。
三极管的基础知识及参数对照表
[知识学堂] 三极管的基础知识及参数对照表双极结型三极管相当于两个背靠背的二极管PN结。正向偏置的EB结有空 穴从发射极注入基区，其中大部分空穴能够到达集电结的边界，并在反向偏置的CB结势垒电场的效果下到达集电区，形成集电极电流IC。在共发射极晶体管电路中,发射结在基极电路中正向偏置,其电压降很小。绝大部分的集电极和发射极之间的外加偏压都加在反向偏置的集电结上。由于VBE很小，所以基极电流约为IB=5V/50kΩ=0.1mA。 如果晶体管的共发射极电流放大系数β=IC/IB=100,集电极电流IC=β*IB=10mA。在500Ω的集电极负载电阻上有电压降VRC=10mA*500Ω=5V，而晶体管集电极和发射极之间的压降为VCE=5V，如果在基极偏置电路中叠加一个交变的小电流ib，在集电极电路中将出现一个相应的交变电流ic，有c/ib=β，实现了双极晶体管的电流放大效果。 常用中小功率三极管参数表： 型号材料与极性Pcm( W) Icm(mA ) BVcbo(V) ft(MHz) 3DG6C SI-NPN 0.1 20 45 >100 3DG7C SI-NPN 0.5 100 >60 >100 3DG12C SI-NPN 0.7 300 40 >300 3DG111 SI-NPN 0.4 100 >20 >100 3DG112 SI-NPN 0.4 100 60 >100 3DG130C SI-NPN 0.8 300 60 150 3DG201C SI-NPN 0.15 25 45 150 C9011 SI-NPN 0.4 30 50 150 C9012 SI-PNP 0.625 -500 -40 C9013 SI-NPN 0.625 500 40 C9014 SI-NPN 0.45 100 50 150 C9015 SI-PNP 0.45 -100 -50 100 C9016 SI-NPN 0.4 25 30 620 C9018 SI-NPN 0.4 50 30 1.1G
三极管应用
三极管应用 一、三极管原理： 1.1 三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管。是一种控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。 三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。1.2 三极管输入特性曲线： ib = f(Ube)|Uce=常数 三极管输出特性曲线： ic=f(Uce)|ib=常数
二、三极管用途： 2.1 三级管利用其饱和的特性可以作为无触点开关，在单片机电路用常常需要用三极管来做开关管来使用以便驱动一些外设。电路如下： 当Q1处于临界饱和时，流经R1的电流为 Ic=VCC/R1，若Q1的直流增益为β（β有直流增益和交流增益之分，不同的管子差很大），则流经R2的电流为 Ib=Ic/β=（Vin-Vbe）/R2，Vbe 为基极与射极间的管压降，对硅管来说约为0.6V，对锗管来说，约为0.3V。 此时的Vin=Ib*R2+Vbe。 若要令Q1处于深度饱和状态（即开关闭合状态），Vin应大于临界饱和值，即Vin>Ib*R2+Vbe，Vin=Vbe+（Vcc*R2）/（β*R1）。 Ic 2.3 三极管可以做低噪声放大器ISM 866MHz频段低噪声放大器 三极管基本知识大全 半导体三极管也称为晶体三极管，可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。二极管是由一个PN结构成的，而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极（用字母b表示）。其他的两个电极成为集电极（用字母c表示）和发射极（用字母e表示）。由于不同的组合方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。 三极管的种类很多，并且不同型号各有不同的用途。三极管大都是塑料封装或金属封装，常见三极管的外观如图，大的很大，小的很小。三极管的电路符号有两种：有一个箭头的电极是发射极，箭头朝外的是NPN型三极管，而箭头朝内的是PNP型。实际上箭头所指的方向是电流的方向。 电子制作中常用的三极管有9 0**系列，包括低频小功率硅管9013（NPN）、9012（PNP），低噪声管9014（NPN），高频小功率管9018（NPN）等。它们的型号一般都标在塑壳上，而样子都一样，都是TO-92标准封装。在老式的电子产品中还能见到3DG6（低频小功率硅管）、3AX31（低频小功率锗管）等，它们的型号也都印在金属的外壳上。我国生产的晶体管有一套命名规则，电子爱好者最好还是了解一下： 第一部分的3表示为三极管。第二部分表示器件的材料和结构，A：PNP型锗材料B：NPN型锗材料C：PNP型硅材料D：NPN型硅材料第三部分表示种类：光电管K：开关管X：低频小功率管G：高频小功率管D：低频大功率管A：高频大功率管。另外，3DJ 型为场效应管，BT打头的表示半导体特殊元件。 三极管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号，当然这种转换仍然遵循能量守恒，它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。当三极管的基极上加一个微小的电流时，在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流，即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化，并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化，这就是三极管的放大作用。 三极管还可以作电子开关，配合其它元件还可以构成振荡器。 半导体三极管除了构成放大器和作开关元件使用外，还能够做成一些可独立使用的两端或三端器件 1. 扩流。 把一只小功率可控硅和一只大功率三极管组合，就可得到一只大功率可控硅，其最大输出电流由大功率三极管的特性决定，见附图1 。图2 为电容容量扩大电路。利用三极管的电流放大作用，将电容容量扩大若干倍。这种等效电容和一般电容器一样，可浮置工作，适用于在长延时电路中作定时电容。用稳压二极管构成的稳压电路虽具有简单、元件少、制作经济方便的优点，但由于稳压二极管稳定电流一般只有数十毫安，因而决定了它只能用在负载电流不太大的场合。图 3 可使原稳压二极管的稳定电流及动态电阻范围得到较大的扩展，稳定性能可得到较大的改善。 2. 代换。 图4 中的两只三极管串联可直接代换调光台灯中的双向触发二极管；图5 中的三极管可代用8V 左右的稳压管。图 6 中的三极管可代用30V 左右的稳压管。上述应用时，三极管的基极均不使用。 3. 模拟。 用三极管够成的电路还可以模拟其它元器件。大功率可变电阻价贵难觅，用图7 电路可作模拟品，调节510 电阻的阻值，即可调节三极管C 、E 两极之间的阻抗，此阻抗变化即可代替可变电阻使用。图8 为用三极管模拟的稳压管。其稳压原理是：当加到A 、B 两端的输入电压上升时，因三极管的B 、E 结压降基本不变，故R2 两端压降上升，经过R2 摘要 本题设计一个光照强度自动检测、显示、报警系统，实现对外界三种不同条件下光强的分档指示和报警（弱、适宜、强）。使用光敏电阻光照强度的测量并进行显示，采取单片机对光敏电阻输出变化进行处理转换成数字量再使用数码管进行显示。在单片机上加外围器件三个LED，通过采样到的光照射强度选择，在数码管上显示电压的大小。本设计具有有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等特点。 关键词：光照亮度；光敏电阻；单片机；数码管器 Abstract Subject to design a light intensity to be automatic detection, display, alarm system, the realization on the outside three different conditions of light intensity FenDang instructions and alarm (weak, appropriate, stronger). Use photoconductive resistance of light intensity measurement that take the monolithic integrated circuit to change photoconductive resistance output processing converted into digital quantity to use digital tube displayed. In the single peripheral devices with three LED, by sampling the light to illuminate intensity choice, in digital tube display voltage size. This design has a simple lines, compact structure, low prices, superior performance etc. Characteristics. Key words: light brightness; Photoconductive resistance; Single chip microcomputer; Digital pig 光敏三极管的应用 电路图： 二.工作原理 用于传递模拟信号的光耦合器的发光器件为光敏三极管。当有电流通过发光二极管时，便形成一个光源，该光源照射到光敏三极管表面上，使光敏三极管产生集电极电流，该电流的大小与光照的强弱，亦即流过二极管的正向电流的大小成正比。由于光耦合器的输入端和输出端之间通过光信号来传输，因而两部分之间在电气上完全隔离，没有电信号的反馈和干扰，故性能稳定，抗干扰能力强。 三.工作原理 用于传递模拟信号的光耦合器的发光器件为光敏三极管。当有电流通过发光二极管时，便形成一个光源，该光源照射到光敏三极管表面上，使光敏三极管产生集电极电流，该电流的大小与光照的强弱，亦即流过二极管的正向电流的大小成正比。由于光耦合器的输入端和输出端之间通过光信号来传输，因而两部分之间在电气上完全隔离，没有电信号的反馈和干扰，故性能稳定，抗干扰能力强。四．实验结果 发光管和光敏管之间的耦合电容小（2pf左右）、耐压高(2.5KV左右)，故共模抑制比很高。输入和输出间的电隔离度取决于两部分供电电源间的绝缘电阻。 五.分析数据 光敏三极管另一个优点，他还可以接受红外线，我认为这点很有用处。因为在晚上没有可见光，但是仍然有红外线，因此可以作为夜视装置，可以用来防盗。 六.总结 通过对半导体二极管和三极管的学习，我了解了晶体管的基本结构和工作原理，晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN 结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，如图从三个区引出相应的电极，分别为基极b发射极e和集电极c 半导体通过添加一部分微量元素会使其特性发生翻天覆地的变化。光敏晶体管就是一种重要的衍生物。视觉是人体最重要的感觉，因此，我觉得通过光来控制电路真是太精妙了，而光敏的二极管三极管恰好就完成这个任务。因为光敏三极管由于还具有放大作用，因此应用比二极管更加广泛。光敏三极管用于测量光亮度，经常与发光二极管配合使用作为信号接收装置。 晶体三极管与单级低频小信号放大器 章节练习（2015.6） 一、判断题（对的打“√”，错的打“×” ） 1、为使三极管处于放大工作状态，其发射结应加反向电压，集电结应加正向电压；（ ） 2、无论是哪种三极管，当处于放大工作状态时，b 极电位总是高于e 极电位，c 极电位也总是高于b 极电位；（ ） 3、三极管的发射区和集电区是由同一种类半导体（N 型或P 型）构成的，所以e 极和c 极可以互换使用；（ ） 4、三极管的穿透电流I CEO 的大小不随温度而变化；（ ） 5、三极管的电流放大系数β随温度的变化而变化，温度升高，β减小；（ ） 6、对于NPN 型三极管，当V BE ﹥0时，V BE ﹥V CE ，则该管的工作状态是饱和状态；（ ） 7、已知某三极管的发射极电流I E ＝1.36mA ，集电极电流I C ＝1.33mA ，则基极电流I B ＝30μA ；（ ） 8、某三极管的I B ＝10μA 时，I C ＝0.44mA ；当I B ＝20μA 时，I C ＝0.89mA ，则它的电流放大系数β＝45； 9、三极管无论工作在何种工作状态，电流I E ＝I B ＋I C ＝（1＋β）I B 总是成立；（ ） 10、由于三极管的核心是两个互相联系的PN 结，因此可以用两个背靠背连接的二极管替换；（ ） 11、三极管是一种电流控制器件；（ ） 12、同一只三极管的β和β数值上很接近，在应用时可相互代替；（ ） 13、共发射极放大器的输出电压信号和输入电压信号反相；（ ） 14、交流放大电路之所以能实现小信号放大，是由于三极管提供了较大的输出信号能量；（ ） 15、放大器的静态工作点一经设定后，不会受外界因素的影响；（ ） 16、在单管放大电路中，若V G 不变，只要改变集电极电阻R C 的值就可改变集电极电流I C 的值；（ ） 17、三极管放大电路工作时，电路中同时存在直流分量和交流分量，直流分量用来表示静态工作点，交流分量用来表示信号的变化情况；（ ） 二、选择题 1、万用表测得一PNP 型三极管三极电位分别有V C =3.3V ，V E =3V ，V B =3.7V ，则该管工作在（ ） A ．饱和区 B ．截止区 C ．放大区 D ．击穿区 2、测得某三极管三个极在放大电路中的对地电压分别为6V 、4V 、3.3V ， 则该三极管是（ ） A ．硅材料的NPN 管 B ．硅材料的PNP 管 C ．锗材料的NPN 管 D ．锗材料的PNP 管 3、三极管放大器设置合适的静态工作点，以保证放大信号时，三极管（ ） A ．发射结为反向偏置 B ．集电结为正向偏置 C ．始终工作在放大区 4、在共发射极单管低频电压放大电路中，输出电压可表示为（ ） A ．0c c v i R = B ．0c c v i R =- C ．0c c v I R = D ．0c c v I R =- 光敏二极管和光敏三极管 光敏二极管和光敏三极管是光电转换半导体器件，与光敏电阻器相比具有灵敏度高、高频性能好，可靠性好、体积小、使用方便等优。 一、光敏二极管 1．结构特点与符号 光敏二极管和普通二极管相比虽然都属于单向导电的非线性半导体器件，但在结构上有 其特殊的地方。 光敏二极管在电路中的符号如图Z0129 所示。光敏二极管使用时要反向接入电路中，即正极接电源负极，负极接电源正极。 2．光电转换原理 根据PN结反向特性可知，在一定反向电压范围内，反向电流很小且处于饱和状态。此时，如果无光照射PN结，则因本征激发产生的电子-空穴对数量有限，反向饱和电流保持不变，在光敏二极管中称为暗电流。当有光照射PN结时，结内将产生附加的大量电子空穴对（称之为光生载流子），使流过PN结的电流随着光照强度的增加而剧增，此时的反向电流称为光电流。 不同波长的光（兰光、红光、红外光）在光敏二极管的不同区域被吸收形成光电流。被表面P型扩散层所吸收的主要是波长较短的兰光，在这一区域，因光照产生的光生载流子（电子），一旦漂移到耗尽层界面，就会在结电场作用下，被拉向N区，形成部分光电流；彼长较长的红光，将透过P型层在耗尽层激发出电子一空穴对，这些新生的电子和空穴载流子也会在结电场作用下，分别到达N区和P区，形成光电流。波长更长的红外光，将透过P型层和耗尽层，直接被N区吸收。在N区内因光照产生的光生载流子（空穴）一旦漂移到耗尽区界面，就会在结电场作用下被拉向P区，形成光电流。因此，光照射时，流过P N结的光电流应是三部分光电流之和。 二、光敏三极管 光敏三极管和普通三极管的结构相类似。不同之处是光敏三极管必须有一个对光敏感的PN结作为感光面，一般用集电结作为受光结，因此，光敏二极管实质上是一种相当于在基极和集电极之间接有光敏二极管的普通二极管。其结构及符号如图Z0130所示。 当人射光子在基区及集电区被吸收而产生电子一空穴对时，便形成光生电压。由此产生的光生电流由基极进入发射极，从而在集电极回路中得到一个放大了β倍的信号电流。因此，光敏三极管是一种相当干将基极、集电极光敏二极管的电流加以放大的普通晶体管放大。 1、判断光敏三极管C、E极性，方法是用万用表20M电阻测试档，测得管阻小的时候红表棒端触脚为C极，黑表棒为E极。 2、暗电流测试： 按图（11）接线，稳压电源用±12V，调整负载电阻RL阻值，使光敏器件模板被遮光罩盖住时微安表显示有电流，这即是光敏三极管的暗电流，或是测得负载电阻RL上的压降V暗，暗电流LCEO=V暗/RL。（如是硅光敏三极管，则暗电流可能要小于10-9A，一般不易测出。 3、光电流测试： 缓慢地取开遮光罩，观察随光照度变化测得的光电流I光的变化情况，并将所测数据填入下表： 晶体三极管 晶体三极管 一．教学要求： 1 ．了解三极管的基本构造、特点、符号、型号、分类等： 1 ．前 1 、 2 个属 2 ．理解三极管电流放大作用的实质和特性曲线及主要参数：于知识方面 3 ．掌握三极管的识别和简单测试方法：的要求 2．最后 1 个属 于技能方面 的要求二．教学重点、难点分析： 1．教学重点是三极管的三个工作区域及其特点、三极管的电流放大 作用： 2．教学难点是三极管的伏-安特性 3．技能要求是掌握三极管的识别与简单测试： 三．教具： 1．晶体三极管： 2．万用表： 3．晶体管特性测试仪、双踪示波器： 四．教学过程： （一）：复习提问，引入新课： 提问3-4位 学生回答1．二极管具有哪些特性？ 2．常用的电子元器件有哪些？ （二）：新课教学： 一：三极管的结构、符号和类型： 1．结构：利用课件进行 C(集电极）C(集电极）讲解，然后总结归纳。 集电区集电区 集电结 P 集电结 N b（基极）集区b（基极）集区 P N N发射结P发射结 发射区发射区e（发射极）e（发射极）NPN型PNP型 总结：三极管的结构为：三区+ 两结 + 三电极： 三区：指发射区、基区、集电区 两结：指发射结、集电结： 三电极：指发射极、基极、集电极： 2．符号： C C B B E E NPN型PNP型 3．三极管具有放大作用的内部条件（结构特点）： 发射区很厚，掺杂浓度最高； 基区很薄，掺杂浓度最小； 集电区很厚，掺杂浓度比较高。 4．三极管的型号及其意义：发给不同规格 的三极管让学生 判别。 区别代号（用大字母表示） 半导体的序号（用数字表示） 半导体的类型（用字母表示） 半导体的材料（用字母表示） 电极数目 二：三极管的电流放大作用：用双踪示波三极管具有放大作用，必须同时满足内部条件和外部条件，内部条件器演示输入信号一般由生产厂家保证。和输出信号的差1．三极管放大的外部条件：别，加强学生的发射结正偏；感性认识，然后 集电结反偏。再进行分析。 2．三极管的电流分配关系：I e I b I c 3．三极管电流放大作用的实质： “以小控大”——以基极小电流I b控制集电极大电流I c。因 此：双极型三极管属于“电流控制器件”。 三．三极管的连接方式： 1 ．共发射极： 2 ．共集电极：3．共基极： 三张图进行 比较，注意它们输出端输出端输入端输出端 输入端输入端 之间的特点四．三极管的伏安特性曲线 （一）输入特性曲线： 光敏电阻特性 【实验目的】 1. 了解光敏电阻的基本特性。2.测量光敏电阻的伏安特性曲线和光照特性曲线。 【实验仪器】 DH-CGOP1光电传感器实验仪1套（包括灯泡盒，光敏电阻LDR ，九孔板实验箱,1K 电阻）；DH-VC3直流恒压源1台；万用表1块；导线若干 【实验原理】 光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。它在光线的作用下其阻值往往变小，这种现象称为光导效应，因此，光敏电阻又称光导管。 用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，然后接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子一空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电导率增加，电导率的改变量为 p n pe ne σμμ?=?+?\*MERGEFORMAT (1) 式中e 为电荷电量，?p 为空穴浓度的改变量，?n 为电子浓度的改变量，μp 为空穴的迁移率，μn 为电子的迁移率。当光敏电阻两端加上电压U 后，光电流为 ph A I U d σ=?\*MERGEFORMAT (2) 其中A 为与电流垂直的截面积，d 为电极间的距离。由和可知，光照一定时，光敏电阻两端所加电压与光电流为线性关系，呈电阻特性。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子一空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。 在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。 1.伏安特性 光敏传感器的原理及其应用的探讨(大学物理拓展与应用结课论文) 专业： 班级： 姓名： 学号： 出题教师: 学院: ^^^^^^^^^^^^ 撰写日期: 摘要： 众所周知,如今在人类的生产、生活中，传感器已得到了广泛的应用，尤其对于高精密的产品要借助各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。在医学中，借助传感器能够更好分析病因，得到一个好的治疗方案。在科研究中，传感器更具有突出的地位，许多领域人的感官还有简易的传感器根本无法得到精确的数据，必须借助高精密的传感器来实现分析测量，而光敏传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，因其具有非接触、响应快、性能可靠等特点，故而在自动控制和非电量电子技术中占有非常重要的地位。 关键词：光敏传感器；工作原理；应用. 一、传感器的组成 （1）敏感元件：它能直接感受被测非电量，并按一定规律将其转换成与被测非电量有确定对应关系的其他物理量。 （2）转换器件（又称变换器、传感器件）：将敏感元件输出的非电物理量（如光强等）转换成电路参量。 （3）信号调节（转换）电路：将转换器件输出的电信号进行放大、运算、处理等，以获得便于显示、记录、处理和控制的有用电信号。 （4）辅助电源：它的作用是提供能源。有的传感器需要外部电源供电；有的传感器则不需要外部电源供电，如压电传感器。 二、光敏传感器的工作原理 光敏传感器装有一个高精度的光电管,光电管有一块由”针式二管”组成的小平板,当向光电管两端施加一个反向的固定压时,任何光了对它的冲击都将导致其释放出电子,结果是,当光照强度越高,光电管的电流也就越大,电流通过一个电阻时,电阻两端的电压被转换成可被采集器的数模转换器接受的0-5V电压,然后采集以适当的形式把结果保存下来.简单的说，光敏传感器就是利用光敏电阻受光线强度影响而阻值发生变化的原理向机器人主机发送光线强度的模拟信号。 光敏电阻器又叫光感电阻，其工作原理是基于光电效应。 光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。 ⑴光敏电阻 原理：它是基于半导体光电效应工作的。光敏电阻无极性，纯粹是一个电阻元件。使用时可以加直流电压，也可以加交流电压。光敏电阻的工作原理：光 1、三极管的正偏与反偏：给PN结加的电压和PN结的允许电流方向一致的叫正偏，否则就是反偏。即当P区（阳极）电位高于N区电位时就是正偏，反之就是反偏。例如NPN型三极管，位于放大区时，Uc>Ub集电极反偏，Ub>Ue 发射极正偏。总之，当p型半导体一边接正极、n型半导体一边接负极时，则为正偏，反之为反偏。 NPN和PNP主要是电流方向和电压正负不同。 NPN是用B—E的电流（IB）控制C—E的电流（IC），E极电位最低，且正常放大时通常C极电位最高，即VC>VB>VE。 PNP是用E—B的电流（IB）控制E—C的电流（IC），E极电位最高，且正常放大时通常C极电位最低，即VC三极管基本知识大全
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