新疆工程學院第十一章光電轉換器件讓信念堅持下去，夢想就能實現！光敏電阻的結構和原理4知識目標1技能目標2光敏電阻3光敏電阻的分類5讓信念堅持下去，夢想就能實現！光電二極管的分類9光敏電阻的外形6光敏電阻的主要參數7光電二極管8光電二極管的外形10讓信念堅持下去，夢想就能實現！光電二極管的檢測14光電二極管的主要參數11光電二極管的作用12光電二極管的識別13光電三極管15讓信念堅持下去，夢想就能實現！光電三極管的作用19光電三極管的分類16光電三極管的外形17光電三極管的主要參數18光電三極管的識別20讓信念堅持下去，夢想就能實現！光電耦合器的主要參數24光電三極管的檢測21光電耦合器22光電耦合器的分類23光電耦合器的識別25光電耦合器的檢測26知識目標學習光敏電阻、光電二極管、光電三極管、光電耦合器種類及工作原理掌握常見的光電轉換器件的電路符號、基本用途和主要特點讓信念堅持下去，夢想就能實現！技能目標掌握光敏電阻、光電二極管、光電三極管、光電耦合器的識別技能，能正確檢測光敏電阻、光電二極管和光電三極管學習和掌握光電二極管、光電三極管、光電耦合器的基本應用讓信念堅持下去，夢想就能實現！光敏電阻圖形符號：文字符號：R主要作用：將光信號轉換為電信號

讓信念堅持下去，夢想就能實現！

光敏電阻器是利用半導體的光電效應制成的一種特殊電阻器件，它的阻值隨入射光的強弱二變化，入射光增強，電阻值減小；入射光減弱，電阻值增大。利用這一特性，將光敏電阻器用于光的檢測、光的測量、光的控制，將光的變化量轉換為電的變化量。常用的制作材料有硫化鎘、硒、硫化鋁和硫化鉍等材料。讓信念堅持下去，夢想就能實現！光敏電阻的結構和原理

光敏電阻利用光電導效應制成。當入射光子使電子由價帶躍升到導帶時，導帶中的電阻和價帶中的空穴二者均參與導電，因此電阻顯著減小，稱為光敏電阻。光敏電阻工作機理較復雜，但結構卻十分簡單，只是在一塊勻質的光電導體兩端加上電極即成。

讓信念堅持下去，夢想就能實現！光敏電阻的分類紫外光敏電阻器

對紫外線較敏感，主要用于紫外線的檢測。紅外光敏電阻器

對紅外光線比較敏感，廣泛應用于軍事、航空航天、醫療、通信等，如導彈制導、天文探測、非接觸測量、人體病變探測、紅外光譜、紅外通信等。讓信念堅持下去，夢想就能實現！可見光光敏電阻器

主要用于各種儀器設備的光電控制系統，如光電自動開關、航標燈、路燈和其他照明系統的自動亮滅，自動給水和自動停水裝置，機械上的自動保護裝置和位置檢測器，照相機自動曝光系統，光電計數器，煙霧報警器，光電跟蹤系統等方面。讓信念堅持下去，夢想就能實現！光敏電阻的外形讓信念堅持下去，夢想就能實現！光敏電阻的主要參數光電流、亮電阻

光敏電阻器在一定的外加電壓下，當有光照射時，流過的電流稱為光電流，外加電壓與光電流之比稱為亮電阻，常用“100LX”表示。暗電流、暗電阻光敏電阻器在一定的外加電壓下，當沒有光照射的時候，流過的電流稱為暗電流，外加電壓與暗電流之比稱為暗電阻，常用“0LX”表示。

讓信念堅持下去，夢想就能實現！靈敏度

靈敏度是指光敏電阻不受光照射時的電阻值（暗電阻）與受光照射時的電阻值（亮電阻）的相對變化值。光譜響應

光譜響應即光譜靈敏度，是指光敏電阻在不同波長的單色光照射下的靈敏度。若將不同波長下的靈敏度畫成曲線，就可以得到光譜響應的曲線。讓信念堅持下去，夢想就能實現！光照特性光照特性指光敏電阻輸出的電信號，隨光照度而變化的特性。從光敏電阻的光照特性曲線可以看出，隨著光照強度的增加，光敏電阻的阻值開始迅速下降。若進一步增大光照強度，則電阻值變化減小，然后逐漸趨向平緩。在大多數情況下，該特性為非線性。讓信念堅持下去，夢想就能實現！伏安特性曲線用來描述光敏電阻的外加電壓與光電流的關系，對于光敏器件來說，其光電流隨外加電壓的增大而增大。溫度系數

光敏電阻的光電效應受溫度影響較大，部分光敏電阻在低溫下的光電靈敏較高，而在高溫下的靈敏度則較低。讓信念堅持下去，夢想就能實現！額定功率

是指光敏電阻用于某種線路中所允許消耗的功率，當溫度升高時，其消耗的功率就降低。讓信念堅持下去，夢想就能實現！光電二極管圖形符號：文字符號：VD主要作用：將光信號轉換為電信號

讓信念堅持下去，夢想就能實現！

讓信念堅持下去，夢想就能實現！光電二極管和普通二極管一樣，也是由一個PN結組成的半導體器件，也具有單方向導電特性。但是，在電路中不是用它作整流元件，而是通過它把光信號轉換成電信號。普通二極管在反向電壓作用下處于截止狀態，光電二極管是在反向電壓作用下工作的。光電二極管的分類按結構類型分PN結型、PIN結型、雪崩型、肖特基結型

（用的最多的是硅材料PN結型光電二極管）按封裝形式分

透明塑封光電二極管、金屬殼封裝光電二極管、樹脂封裝光電二極管等讓信念堅持下去，夢想就能實現！光電二極管的外形

讓信念堅持下去，夢想就能實現！光電二極管的主要參數開關時間

由于電荷的存儲效應，PIN管的通斷和斷通都需要一個過程，這個過程所需時間。隔離度

開關在斷開時其衰減也非無窮大，稱為隔離度。插入損耗

開關在導通時衰減不為零，稱為插入損耗。

讓信念堅持下去，夢想就能實現！承受功率

在給定的工作條件下，微波開關能夠承受的最大輸入功率。電壓駐波系數

僅反映端口輸入，輸出匹配情況，視頻泄漏。諧波PIN二極管也具有非線性，因而會產生諧波，PIN開關在寬帶應用場合，諧波可能落在使用頻帶內引起干擾。

讓信念堅持下去，夢想就能實現！開關分類

反射式和吸收式，吸收式開關的性能較反射式開關優良。控制方式

采用TTL信號控制，‘1’通‘0’斷。讓信念堅持下去，夢想就能實現！光電二極管的作用

光電二極管的作用是進行光電轉換，在光控紅外遙控、光探測、光纖通信和光電耦合等方面有廣泛應用。光敏二極管在應用電路中的兩種工作狀態：一種是光敏二極管施加有外部反向電壓，當光敏二極管加上方向電壓時，管子中的反向電流隨著光照強度的改變而改變。

讓信念堅持下去，夢想就能實現！光控

光電二極管可以作用光控開關，光電二極管VD1因接反向電壓而截止，晶體管VT1、VT2因無基極電流也截止，繼電器處于釋放狀態。當有光線照射光電二極管VD1時，VD1從截止轉變為導通，使VT1、VT2相繼導通，繼電器K吸合，接通被控電路，電路圖如下圖所示。讓信念堅持下去，夢想就能實現！

讓信念堅持下去，夢想就能實現！光信號接收

光電二極管可以用作接受光信號，光信號由光電二極管VD接受，經VT放大后通過耦合電容C輸出，下圖為光信號放大電路。讓信念堅持下去，夢想就能實現！光轉換光電二極管可以用作紅外光到可見光的轉換。紅外光信號由光電二極管VD1接受，經晶體管VT1、VT2放大后，驅動發光二極管VD2發出可見光。電路如下圖所示。讓信念堅持下去，夢想就能實現！光電二極管的識別光電二極管的型號

國產光電二極管主要有2CU系列（N型硅光電二極管），2DU系列（P型硅光電二極管）和PIN系列（PIN結型硅光電二極管）等。光電二極管的極性

光電二極管兩引腳有正、負極之分，靠近管色標的是正極，另一腳是負極；引腳較長的是正極，較短的是負極。

讓信念堅持下去，夢想就能實現！

讓信念堅持下去，夢想就能實現！光電二極管的檢測檢測PN結

萬用表置于“R×1K”檔,黑表筆接光電二極管正極，紅表筆接負極，測其正向電阻，顯示值應為10-20K。

讓信念堅持下去，夢想就能實現！

讓信念堅持下去，夢想就能實現！檢測光電性能

在檢測PN結的基礎上，對調萬用表兩表筆，即紅表筆接光電二極管的正極，黑表筆接負極。然后用一遮光物將光電二極管的透明窗口遮住，這時測得沒有光照情況下的反向電阻，應為無窮大。

讓信念堅持下去，夢想就能實現！

讓信念堅持下去，夢想就能實現！移去黑制片，使光電二極管的透明窗口朝向光源（自然光、手電筒等），這時表針應向右偏轉至幾千歐。表針偏轉越大，說明光電二極管靈敏度越高。

讓信念堅持下去，夢想就能實現！

讓信念堅持下去，夢想就能實現！光電三極管圖形符號：文字符號：VT主要作用：將光信號轉換成電信號重要特點：實現光電轉換，并具有信號放大功能

讓信念堅持下去，夢想就能實現！

光電三極管是在光電二極管的基礎上發展起來的光電元件。和晶體三極管相似，光電三極管也是具有兩個PN結的半導體器件，所不同的是其基極受光信號的控制。

讓信念堅持下去，夢想就能實現！光電三極管的分類按導電極性分NPN型、PNP型按結構類型分普通光電三極管、復合型（達林頓型）光電三極管讓信念堅持下去，夢想就能實現！光電三極管的外形讓信念堅持下去，夢想就能實現！光電三極管的主要參數最高工作電壓

最高工作電壓Uceo是指在無光照、集電極漏電流不超過規定值（約0.5uA）時，光電三極管允許加的最高工作電壓，一般為10~50V，使用中不要超過此范圍。光電流

光電流是指在受到一定光照時光電三極管的集電極電流，通常可達幾毫安。光電流越大，光電三極管的靈敏度越高。讓信念堅持下去，夢想就能實現！最高工作電壓

最大允許功耗PCM是指光電三極管在不損壞的前提下所能承受的最大集電極耗散功率。讓信念堅持下去，夢想就能實現！光電三極管的作用

光電三極管的主要作用是光控。由于光電三極管本省具有放大作用，給使用帶來了很大方便。如下圖所示為光控開關電路，可以把光電二極管VD、電阻R和三極管VT1由光電三極管來替換，由于光控器件采用了光電三極管，因此該電路比使用光電二極管的電路要簡化許多。讓信念堅持下去，夢想就能實現！讓信念堅持下去，夢想就能實現！光電三極管等效讓信念堅持下去，夢想就能實現！光控開關電路光電三極管的識別光電三極管的命名方法

光電三極管的型號命名方法與晶體三極管相同，普遍使用的是3DU系列NPN型硅光電三極管。光電三極管的引腳

由于光電三極管的基極即為光照窗口，因此大多

數光電三極管只有發射極e和集電極c兩只引腳，基極

無引出線。光電三極管的外形與光電二極管幾乎一樣。也有部分光電三極管的基極b有引腳，常作溫度補償、用。讓信念堅持下去，夢想就能實現！讓信念堅持下去，夢想就能實現！光電三極管的檢測光電三極管的檢測將萬用表置于“R×1K”檔，以檢測NPN型光電三極管為例。

黑表筆（表內電池正極）接發射極e，紅表筆接集電極c，此時光電三極管所加電壓為反向電壓，萬用表指示的阻值為無窮大。讓信念堅持下去，夢想就能實現！

讓信念堅持下去，夢想就能實現！

用黑表筆將光電三極管窗口遮住，對調兩表筆再測，此時雖然所加為正向電壓，但因光電三極管的基極無光照，光電三極管仍無電流，其阻值接近為無窮大。讓信念堅持下去，夢想就能實現！

讓信念堅持下去，夢想就能實現！

保持紅表筆接發射極e、黑表筆接集電極c，然后撤去黑紙片，使光電三極管窗口朝向光源，這時，表針應向右偏轉到1kΩ左右。表針偏轉越大，說明光電三極管靈敏度越高。讓信念堅持下去，夢想就能實現！

讓信念堅持下去，夢想就能實現！區別光電二極管與光電三極管由于光電二極管與光電三極管外形幾乎一樣，上述檢測也可用來區別它們。遮住窗口測兩引腳間的正、反向電阻，阻值較小的是光電二極管，兩阻值均為無窮大的為光電三極管。讓信念堅持下去，夢想就能實現！光電耦合器光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的器件。光電耦合器（光耦）是一種光電轉換器件，把發

光器件（一般為發光二極管）和光敏器件封裝在一起，通過光的耦合構成光電一體器件，實現光信號與電信號的轉換，應用于需要隔離的控制和信號傳遞電路中。

讓信念堅持下去，夢想就能實現！圖形符號

讓信念堅持下去，夢想就能實現！

讓信念堅持下去，夢想就能實現！

讓信念堅持下去，夢想就能實現！光電耦合器的分類按內部電路分

光電二極管、光電三極管、光敏電阻型、光控達林頓型、光控晶閘管型，集成電路型、光電二極管、半導體管型按輸出形式分普通型、線性輸出型、高速輸出型、雙路輸出型、組合輸出型讓信念堅持下去，夢想就