第6章 光电式传感器(《传感器基础》课件)

第六章光电式传感器本章重要介绍以下几个内容:1、光电效应及其分类2、各种外光电效应器件的原理和结构3、各种内光电效应器件的原理和结构4、图像传感器的原理和结构5、各种光电传感器的实际应用重点是掌握光电效应的原理，熟悉各种光电传感器的应用。第六章光电式传感器6.1光电效应光电效应分类：外光电效应光电导效应光生伏特效应第六章光电式传感器6.1.1外光电效应在光线照射下，电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应，也叫光电发射效应。其中，向外发射的电子称为光电子，能产生光电效应的物质称为光电材料。第六章光电式传感器每个光子具有的能量：爱因斯坦的光电效应方程：Eh212EmvA第六章光电式传感器6.1.2内光电效应在光线照射下，物体内的电子不能逸出物体表面，而使物体的电导率发生变化或产生光生电动势的效应称为内光电效应。内光电效应分为：光电导效应、光生伏特效应第六章光电式传感器1.光电导效应在光线作用下，电子吸收光子能量后而引起物质电导率发生变化的现象称为光电导效应。第六章光电式传感器电子能级示意图第六章光电式传感器2.光生伏特效应在光线照射下，半导体材料吸收光能后，引起PN结两端产生电动势的现象称为光生伏特效应。第六章光电式传感器PN结产生光生伏特效应：第六章光电式传感器6.2外光电效应器件6.2.1光电管1.光电管的结构：第六章光电式传感器2.光电管的工作原理第六章光电式传感器6.2.2光电倍增管1.光电倍增管的结构第六章光电式传感器2.光电倍增管的工作原理光电倍增管是利用二次电子释放效应，将光电流在管内部进行放大。所谓的二次电子是指当电子或光子以足够大的速度轰击金属表面而使金属内部的电子再次逸出金属表面，这种再次逸出金属表面的电子叫做二次电子。第六章光电式传感器光电倍增管的光电转换过程：当入射光的光子打在光电阴极上时，光电阴极发射出电子，该电子流又打在电位较高的第一倍增极上，于是又产生新的二次电子；第一倍增极产生的二次电子又打在比第一倍增极电位高的第二倍增极上，该倍增极同样也会产生二次电子发射，如此连续进行下去，直到最后一级的倍增极产生的二次电子被更高电位的阳极收集为止，从而在整个回路里形成光电流IA。第六章光电式传感器光电倍增管倍增系数与工作电压关系第六章光电式传感器6.2.3外光电效应器件的应用1.烟尘浊度监测仪第六章光电式传感器2.路灯光电控制器第六章光电式传感器6.3光电导器件6.3.1光敏电阻1.光敏电阻的结构第六章光电式传感器2.光敏电阻的工作原理第六章光电式传感器6.3.2光电导器件的应用1.灯光亮度自动控制器第六章光电式传感器2.光控闪烁安全警示灯第六章光电式传感器3.测光器第六章光电式传感器6.4光生伏特器件6.4.1光敏二极管1.光敏二极管的结构第六章光电式传感器2.光敏二极管的原理第六章光电式传感器6.4.2光敏三极管光敏三极管结构：第六章光电式传感器2.光敏三极管的原理第六章光电式传感器6.4.3光电池1.光电池的结构第六章光电式传感器2.光电池的原理第六章光电式传感器6.4.4光生伏特器件的应用1.注油液位控制装置第六章光电式传感器液位控制电路：第六章光电式传感器2.光控闪光标志灯第六章光电式传感器3.测光文具盒第六章光电式传感器6.5图像传感器6.5.1CCD图像传感器1.CCD图像传感器的结构第六章光电式传感器2.CCD图像传感器的工作原理第六章光电式传感器图像传感器的转移过程第六章光电式传感器线阵CCD图像传感器结构第六章光电式传感器帧转移面阵图像传感器的结构第六章光电式传感器6.5.2图像传感器的应用1.CCD在汽车前照灯配光测试中的应用第六章光电式传感器2.CCD传感器在光电精密测径系统中的应用