傳感器應(yīng)用技術(shù) 課件 3-12光敏三極管的原理、結(jié)構(gòu)及特性

《傳感器應(yīng)用技術(shù)》課程Principle，structureandapplicationofphototransistors光敏三極管的原理、結(jié)構(gòu)及特性Sensorsapplicationtechnology1.光敏三極管的工作原理2.

光敏三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)3.光敏三極管的特性課程內(nèi)容CourseContents1.光敏三極管的工作原理光敏三極管和普通三極管的結(jié)構(gòu)相類似。不同之處是光敏三極管有一個(gè)對光敏感的PN結(jié)作為感光面，一般用集電結(jié)作為受光結(jié)，因此其實(shí)質(zhì)上是一種相當(dāng)于在基極和集電極之間接有光敏二極管的三極管。IpIcIE1.光敏三極管的工作原理硅光敏三極管一般都是NPN結(jié)構(gòu)，基極開路，集電極加反向偏壓，其電路符號及等效電路如下圖所示。當(dāng)光照射在集電結(jié)上時(shí),會產(chǎn)生電子-空穴對,在外電場的作用下光生電子被拉到集電極,基區(qū)留下空穴,相當(dāng)于三極管基極電流，同時(shí)使基極與發(fā)射極間的電壓升高,這樣便有大量的電子流向集電極,形成輸出電流,使三極管具有電流增益，從而在集電極回路中得到一個(gè)放大了的信號電流。所以光敏三極管具有比光敏二極管更高的靈敏度。2.

光敏三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)a)

內(nèi)部組成b)管芯結(jié)構(gòu)c)結(jié)構(gòu)簡化圖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)3.

光敏三極管的特性光敏三極管的光譜特性硅的峰值波長為9000?，鍺的峰值波長為15000?。由于鍺管的暗電流比硅管大，因此鍺管的性能較差。

在探測可見光或赤熱狀態(tài)物體時(shí)，一般選用硅管；但對紅外線進(jìn)行探測時(shí),則采用鍺管較合適。3.

光敏三極管的特性光敏三極管的伏安特性

光敏二極管輸出電流比同樣照度下光敏三極管輸出的光電流要小得多。硅光敏二極管硅光敏三極管3.

光敏三極管的特性光敏三極管的光照特性光敏二極管的光照特性曲線的線性較好。硅光敏二極管硅光敏三極管3.

光敏三極管的特性光敏三極管的溫度特性光敏三極管的溫度特性曲線反映的是光敏三極管的暗電流及光電流與溫度的關(guān)系。從特性曲線可以看出，溫度變化對光電流的影響較小，而對暗電流的影響很大。所以電子線路中應(yīng)該對暗電流進(jìn)行溫度補(bǔ)償，否則將會導(dǎo)致輸出誤差。3.

光敏三極管的特性光敏三極管的頻率響應(yīng)特性TOSHIBATPS601的頻率響應(yīng)特性光敏三極管響應(yīng)速度比光敏二極管慢，因?yàn)榻Y(jié)電容CCB放大了hFE倍在允許限度內(nèi)，負(fù)載電阻選用低值將有助改善頻率響