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光敏二管是常见的光传感器。光敏二管的外型与一般二管一样,当无光照时,它与普通二管一样,反向电流很小,称为光敏二管的暗电流;当有光照时,载流子被激发,产生电子-空穴,称为光电载流子。在外电场的作用下,光电载流子参与导电,形成比暗电流大得多的反向电流,该反向电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比,于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。光敏三管除了具有光敏二管能将光信号转换成电信号的功能外,还有对电信号放大的功能。光敏三级管的外型与一般三管相差不大,一般光敏三管只引出两个——发射和集电,基不引出,管壳同样开窗口,以便光线射入。为增大光照,基区面积做得很大,发射区较小,入射光主要被基区吸收。工作时集电结反偏,发射结正偏。在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=(1+β)Icbo(很小),比一般三管的穿透电流还小;当有光照时,激发大量的电子-空穴对,使得基产生的电流Ib增大,此刻流过管子的电流称为光电流,发射电流Ie=(1+β)Ib,可见光电三管要比光电二管具有更高的灵敏度。
光电传感器一般由处理通路和处理元件2 部分组成。其基本原理是以光电效应为基础,把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将非电信号转换成电信号。光电效应是指用光照射某一物体,可以看作是一连串带有一定能量为的光子轰击在这个物体上,此时光子能量就传递给电子,并且是一个光子的能量一次性地被一个电子所吸收,电子得到光子传递的能量后其状态就会发生变化,从而使受光照射的物体产生相应的电效应。通常把光电效应分为3 类:(1 )在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应,如光电管、光电倍增管等;(2 )在光线作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应,如光敏电阻、光敏晶体管等;(3 )在光线作用下,物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应,如光电池等。
贝克勒耳(Becquerel)效应贝克勒耳效应是液体中的光生伏特效应。当光照射浸在电解液中的两个同样电中的任一个电时,在两个电间将产生电势的现象称为贝克勒耳效应。基于该效应的有感光电池。图像传感器是为满足不同应用的目标而设计的,它提供了不同级别的灵敏度和质量。想要熟悉各种传感器,可查阅其厂商信息。例如,为了在硅基模和动态响应(用于实现光强度和颜检测)之间有一个好的折中,对一个特定的半导体制造过程,需优化每个光电二管传感器单位的大小和组成成分。