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照明感應器的工作原理?
發布時間:2021-10-11
照明感應器的工作原理?
根據愛因斯坦的光子假說:光是一粒一粒運動著的粒子流,這些光粒子稱為光子。每一個光子具有一定的能量,其大小等于普朗克常數h乘以光的頻率γ。所以,不同頻率的光子具有不同的能量。光的頻率越高,其光子能量就越大。萊垍頭條
光線照射在某些物體上,使電子從這些物體表面逸出的現象稱為外光電效應,也稱光電發射。逸出來的電子稱為光電子。光電效應一般分為外光電效應、光電導效應和光伏效應三類,根據這些效應可制成不同的光電轉換器件(稱為光敏元件)。照度傳感器是以光伏特效應來工作的。萊垍頭條
在光照下,若入射光子的能量大于禁帶寬度,半導體PN結附近被束縛的價電子吸收光子能量,受激發躍遷至導帶形成自由電子,而價帶則相應的形成自由空穴。這些電子一空穴對,在內電場的作用下,空穴移向P區,電子移向N區,使P區帶正電,N區帶負電,于是在P區與N區之間產生電壓,稱為光生電動勢,這就是光伏效應。利用光伏效應制成的敏感元件有光電池、光敏二極管和光敏三極管等,其應用極為廣泛。萊垍頭條
利用光敏二極管的光伏效應可以制作照度傳感器。光敏二極管的結構與一般二極管相似,裝在透明玻璃外殼中,它的PN結裝在管頂,可直接受到光照射,光敏二極管在電路中一般是處于反向工作狀態。光敏二極管在電路中處于反向偏置,在沒有光照射時,反向電阻很大,反向電流很小,此反向電流稱為暗電流。
反向電流小的原因是在PN結中,P型中的電子和N型中的空穴(少數載流子)很少。當光照射在PN結上,光子打在PN結附近,使PN結附近產生光生電子和光生空穴對,使少數載流子的濃度大大增加,因此通過PN結的反向電流也隨著增加。如果入射光照度變化,光生電子一空穴對的濃度也相應變動,通過外電路的光電流強度也隨之變動,可見光敏二極管能將光信號轉換為電信號輸出。萊垍頭條