光敏三极管

  光敏三极管用于测量光亮度,但它更多地应用在其他方面,如传输信号,光电隔离,非接触转速测量等。

部分主要技术特性

  1·暗电流ID

  在无光照的情况下,集电极与发射极间的电压为规定值时,流过集电极的反向漏电流称为光敏三极管的暗电流。

  2·光电流IL

  在规定光照下,当施加规定的工作电压时,流过光敏三极管的电流称为光电流,光电流越大,说明光敏三极管的灵敏度越高。

  3·集电极一发射极击穿电压VcE

  在无光照下,集电极电流Ic为规定值时,集电极与发射极之间的电压降称为集电极一--发射极击穿电压。

  4·工作电压RM

  在无光照下,集电极电流Ic为规定的允许值时,集电极与发射极之司的电压降称为工作电压。

  5·功率PM

  功率指光敏三极管在规定条件下能承受的功率。

  6·峰值波长λP

  当光敏三极管的光谱响应为时对应的波长叫做峰值波长。

  7·光电灵敏度

  在给定波长的人射光输入单位为光功率时,光敏三极管管芯单位面积输出光电流的强度称为光电灵敏度。

  8·响应时间

  响应时间指光敏三极管对入射光信号的反应速度,一般为

  9·开关时间

  ①脉冲上升时间tζ:光敏三极管在规定工作条件下调节输入的脉冲光,使光敏三极管输出相应的脉冲电流至规定值,以输出脉冲前沿幅度的10[%]-90[%]所需的时间。

  ②脉冲下降时间tt:以输出脉冲后沿幅度的90[%]-10[%]所需的时间。

  ③脉冲延迟时间td:从输入光脉冲开始到输出电脉冲前沿的10[%]所需的时间。

  ④脉冲储存时间ts:当输入光脉冲结束后,输出电脉冲下降到脉冲幅度的90[%]所需的时间。

温度特性

  温度对光敏三极管的暗电流及光电流都有影响。由于光电流比暗电流大得多,在一定温度范围内温度对光电流的影响比对暗电流的影响要小。图和图分别给出了光敏三极管的温度特性曲线及光敏三极管相对灵敏度和温度的关系曲线。

光敏三极管温度特性曲线

  图:光敏三极管温度特性曲线

光敏三极管相对灵敏度和温度的关系曲线

  图:光敏三极管相对灵敏度和温度的关系曲线

应用参考电路

  通过一个红外检测器以及一个烟雾报警器电路,详细的介绍了光光敏三极管的详细用法

  1.红外检测器

  红外检测器主要用于检测红外遥控发射装置是否正常工作。红外检测器的电路如图所示。当红外遥控发射装置发出的红外光照射到光敏三极管VT1时,其内阻减小,驱动VT2导通,使发光二极管VD1随着人射光的节奏被点亮。由于发光二极管VD1的亮度取决于照射到光敏三极管VT1的红外光的强度,因此,根据发光二极管VD1的发光亮度,可以估计出红外发射装置上的电池是否还可以继续使用。

红外检测电路

  2. 烟雾报警器

  烟雾报警器由红外发光管、光敏三极管构成的串联反馈感光电路,半导体管开关电路及集成报警电路等组成,如图所示。当被监视的环境洁净无烟雾时,红外发光二极管VD1以预先调好的起始电流发光。该红外光被光敏三极管VT1接收后其内阻减小,使得VD1和VT1 串联电路中的电流增大,红外发光二极管VD1的发光强度相应增大,光敏三极管内阻进一步减小。如此循环便形成了强烈的正反馈过程,直至使串联感光电路中的电流达到值,在R1上产生的压降经VD2使VT2导通, VT3 截止,报警电路不工作。当被监视的环境中烟雾急骤增加时,空气中的透光性恶化,此时光敏三极管VT1接收到的光通量减小,其内阻增大,串联感光电路中的电流也随之减小,发光二极管VD1的发光强度也随之减弱。如此循环便形成了负反馈的过程,使串联感光电路中的电流直至减小到起始电流值, R1上的电压也降到1.2V ,使VT2截止, VT3 导通,报警电路工作,发出报警信号。C1是为防止短暂烟雾的干扰而设置的。

烟雾报警器电路

结构及工作原理

  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。

NPN型光敏兰极管的结构

  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。

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