光敏二極管/三極管特點、工作原理、應用電路

一、光敏二極管

光敏二極管是一種采用PN結單向導電性能的結型光電器件，也叫光電二極管，能夠將光信號變成電信號的探測器件，通過在PN結加上反向電壓，在光的照射下反向導通，光敏二極管所用材料一般有硅、鍺等。如下圖是光敏二極管的外形結構與符號。

光敏二極管一般有ZDU型和ZCU型兩種。一般常用的是ZCU型,它是全密封、金屬外殼、頂部有玻璃窗口。光敏二極管具有體積小、重量輕、使用壽命長、靈敏度高等特點。

1、光敏二極管主要參數

①最高工作電壓Ｕmax：在無光照射時，光敏二極管反向電流不超過0.lμA時，所加的反向最高電壓值。

②光電流IL：光敏二極管在受到一定光線照射時，在加有正常反向工作電壓時的電流值。

③暗電流ID：在無光照射時，光敏二極管加有正常工作電壓時的反向漏電流。

④響應時間Tr:光敏二極管把光信號轉換為電信號所需的時間。

⑤光電靈敏度:表示光敏二極管對光的敏感程度。

2、光敏二極管應用

光敏二極管有PN結型、PIN結型、雪崩型以及肖特基結型4種，其中應用較多的是用硅材料制成的PN結型光敏二極管。光敏二極管主要用于自動控制。如光耦合、光電讀出裝置、紅外線遙控裝置、紅外防盜、路燈的自動控制、過程控制、編碼器、譯碼器等。

3、光敏二極管檢測

1）光敏二極管引腳的區分通常直接查看光敏二極管的引腳長短即可區分:引腳長的為正極(P極)，引腳短的為負極(N極)

2）對于有色點或管鍵標識的管子，其靠近標識的一腳為正極，另一腳為負極。

3）用萬用表的區別方法是將萬用表置于Rx1k擋，用擋板擋住管子的受光窗口，用紅、黑表筆對調測出兩次阻值，其阻值較大的一次測量中(反向阻值)，紅表筆所接的引腳為正極，黑表筆所接的引腳為負極。

二、光敏三極管

光敏三極管的結構與一般晶體三極管相似，其內部有兩個PN結,其發射結與光敏二極管一樣具有光敏特性，集電結與普通晶體管一徉可以獲得電流增益，因此光敏三極管比光敏二極管具有更高的靈敏度.它在把光信號變為電信號的同時.還放大了信號電流、即具有放大作用。光敏三極管所用材料與光敏二極管材料相同,亦有PNP與NPN兩種類型。如圖是光敏三極管的原理結構圖與電路圖符號。

1、光敏三極管主要參數

①光電流IL：在規定的光照下，當施加規定的工作電壓時，流過光敏三極管的電流，稱為光電流IL。若光電流越大，說明光敏三極管的靈敏度越高。

②暗電流ID：在無光照的情況下，集電極與發射極間的電壓為規定值時，流過集電極的漏電流，稱為光敏三極管的暗電流。

③溫度特性：溫度對光敏三極管的暗光流ID和光電流IL都會產生影響。

④伏安特性：光敏三極管的伏安特性是指:在給定光照度下，光敏三極管上的電壓與光流IL之間的關系。

⑤最高工作電壓VCE：在無光照下，集電極電流IC為規定的允許值時，集電極與發射極之間的電壓降，稱為最高工作電壓。

⑥最大功率PM：最大功率是指光敏三極管在規定的條件下，能承受的最大功率。

2、光敏三極管的應用

由于光敏三極管具有電流放大作用，因此廣泛應用于亮度測量、測速、光電開關電路、光電隔離場合，例如對于光電耦合器就是利用光敏三極管和發光二極管結合，構成光耦合器，簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸信號，它對輸入、輸出的電信號有良好的隔離作用。值得注意：光敏三極管通?；鶚O不引出，但一些光敏三極管的基極有引出，這種一般用于溫度補償和附加控制等場合。

3、光敏三極管測量

一般的，光敏三極管出線較長的腳為e極，短腳為c極。也可以這樣測量：把光敏三極管對著自然光或燈光，用紅、黑表筆分別接光敏三極管的兩根引出線，然后把紅、黑表筆對調，再去接觸接收管的兩個電極，兩次測量中阻值小的那次，黑表筆接的就是光敏三極管的“C”極。紅表筆接的就是光敏三極管的“E”極。

三、光敏二極管與光敏三極管的區別

1、光敏二極管和光敏三極管都是紅外光電器件。前者由一個PN結組成,后者采用半導體制作工藝制成的具有NPN或PNP結構，兩者有光照射時,都會產生光電流；

2、光敏二極管引腳分正負，但是光敏三極管一般只有c極和e極，兩者外觀看起來一樣，很難區分，要注意型號；

3、光敏三極管和光敏二極管都能把感受到的光信號變成電信號，但是光敏三極管的基區是接受光的地方,所以基區面積做得比普通三極管要大,它所轉換的光電流要比光敏二極管大幾十倍甚至幾百倍；

4、光敏二極管的光電流小，輸出特性線性度好，響應時間快；光敏三極管的光電流大，輸出特性線性度較差，響應時間慢。

因此：一般要求靈敏度高，工作頻率低的開關電路，選用光敏三極管，而要求光電流與照度成線性關系或要求在高頻率下工作時，應采用光敏二極管。

審核編輯：湯梓紅