光電二極管-光電三極管-光耦識(shí)別與檢測(cè)方法圖解

發(fā)布時(shí)間:2024-01-20
[1]光電器件是指能將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的電子元器件,包括光電二極管、光電三極管、光電耦合器等。光電二極管有一個(gè)pn結(jié),光電三極管有兩個(gè)pn結(jié),圖1所示為金屬殼封裝、透明塑封、樹(shù)脂封裝光電二、三極管外形。
[2]光電二極管的代號(hào)為“vd”、圖形符號(hào)見(jiàn)圖2??拷苕I或色點(diǎn)長(zhǎng)腳是正極,短腳是負(fù)極。
[3]光電二極管的最高工作電壓urm是指在無(wú)光照、反向電流不超過(guò)規(guī)定值(常為0.1μa)的前提下允許加的最高反向電壓,光電流il是指在受到光照時(shí)加有反向電壓時(shí)所流過(guò)的電流,如圖3所示。光電靈敏度sn是指光電二極管的光電流il與入射光功率之比,sn越高越好。
[4]光電二極管通常工作在反向電壓狀態(tài),如圖4所示。無(wú)光照時(shí),vd截止,反向電流i=0,負(fù)載電阻rl上的電壓uo=0。有光照時(shí),vd的反向電流i明顯增大并隨光照強(qiáng)度的變化而變化,這時(shí)uo也隨光照強(qiáng)度的變化而變化,從而實(shí)現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換。
[5]光電三極管的代號(hào)為“vt”、圖符如圖5所示,有npn、pnp型光電三極管兩類(lèi)。其基極即為光窗口,因此它只有發(fā)射極e和集電極c兩個(gè)管腳,靠近管鍵或色點(diǎn)的是發(fā)射極e(長(zhǎng)腳),另一腳是集電極c(短腳);少數(shù)光電三極管基極b有引腳,用作溫度補(bǔ)償。
[6]光電三極管可以等效為光電二極管和普通三極管的組合元件,如圖6所示。光電三極管基極與集電極間的pn結(jié)相當(dāng)于一個(gè)光電二極管,在光照下產(chǎn)生的光電流il又從基極進(jìn)入三極管放大,因此光電三極管輸出的光電流可達(dá)光電二極管的β倍。光電二極管和光電三極管各有特點(diǎn),要求線性好、工作頻率高的場(chǎng)合應(yīng)選用光電二極管;要求靈敏度高時(shí),應(yīng)選用光電三極管。
[7]光電二極管和光電三極管可用萬(wàn)用表檢測(cè):萬(wàn)用表置“r×1k”擋,紅表筆(表內(nèi)電池負(fù)極)接光電二極管正極或光電三極管發(fā)射極e(npn型,下同),黑表筆接光電二極管負(fù)極或光電三極管集電極c。用一遮光物遮住透明窗口,如圖7所示,這時(shí)表針應(yīng)指無(wú)窮大。
[8]移去遮光物,使透明窗口朝向光源(自然光、白熾燈或手電筒等),這時(shí)表針應(yīng)轉(zhuǎn)至幾kω處,如圖8所示。表針偏轉(zhuǎn)越大靈敏度越高。
[9]圖9為光控開(kāi)關(guān)電路。無(wú)光照時(shí),光電二極管vd1截止。有光照時(shí),vd1導(dǎo)通,vt1、vt2導(dǎo)通,繼電器k吸合接通被控電路。
[10]圖10為光信號(hào)放大電路,光信號(hào)由vd接收,經(jīng)vt放大后經(jīng)c輸出。
[11]紅外光到可見(jiàn)光的轉(zhuǎn)換,如圖11所示。紅外光vd1接收,vt1、vt2放大并驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管vd2發(fā)出可見(jiàn)光。
[12]圖12所示vt1為光控開(kāi)關(guān)電路,它比使用光電二極管的同類(lèi)電路簡(jiǎn)化了許多。
[13]光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號(hào)的器件,還可實(shí)現(xiàn)輸入輸出間的電隔離。常見(jiàn)的封裝形式見(jiàn)圖13。
[14]光電耦合器種類(lèi)較多,如圖14所示。有:光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、達(dá)林頓型、集成電路型等。
[15]光電耦合器的主要參數(shù)有正向電壓uf和輸出電流il等。如圖15所示,uf是指光電耦合器輸入端發(fā)光二極管正向?qū)ㄋ枰淖钚‰妷海垂軌航担籭l是指光電耦合器輸入端接入規(guī)定正向電壓時(shí),輸出端光電器件通過(guò)的電流。
[16]光電耦合器的封裝形式,僅雙列直插式就有4、6、8腳等,如圖16所示。
[17]檢測(cè)光電耦合器輸入部分:萬(wàn)用表置“r×1k”擋,分別測(cè)量輸入部分發(fā)光二極管的正、反向電阻,正向電阻數(shù)百ω(圖17),反向電阻幾十kω。由于其中的發(fā)光二極管的正向管壓降較普通發(fā)光二極管低,在1.3v以下,所以可以用萬(wàn)用表“r×1k”擋直接測(cè)量。
[18]檢測(cè)光耦的傳輸性能:如圖18所示,萬(wàn)用表置“r×100”擋輸入端接入(+3v)時(shí)vt應(yīng)導(dǎo)通,萬(wàn)用表指示阻值很小。斷開(kāi)(+3v)時(shí),vt應(yīng)截止,阻值為無(wú)窮大。
[19]光電耦合器的作用是隔離傳輸。如圖19所示,當(dāng)輸入端加上電壓gb1時(shí),i1使發(fā)光二極管發(fā)光;光電三極管受光照后就產(chǎn)生光電流i2,從而實(shí)現(xiàn)了電信號(hào)的傳輸。由于這個(gè)傳輸過(guò)程是通過(guò)“電→光→電”完成的,gb1與gb2之間并沒(méi)有電的聯(lián)系,所以實(shí)現(xiàn)了輸入、輸出之間的電隔離。
[20]光電耦合器還可以用作隔離控制。圖20所示為交流電鉆控制電路。當(dāng)按下sb時(shí),光電耦合器產(chǎn)生輸出電流,vs導(dǎo)通,電鉆m轉(zhuǎn)動(dòng)。由于光電耦合器的隔離作用,只需控制3v低壓直流電即可間接控制交流220v電源。
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