光电三极管工作原理
光电三极管是在光电二极管的基础上发展起来的光电器件,它本身具有放大功能。常见的光电三极管外形如图l所示,文字符号表示为VT或V。 |
光电三极管是在光电二极管的基础上发展起来的光电器件,它本身具有放大功能。常见的光电三极管外形如图l所示,文字符号表示为VT或V。
目前的光电三极管是采用硅材料制作而成的。这是由于硅元件较锗元件有小得多的暗电流和较小的温度系数。硅光电三极管是用N型硅单晶做成N—P—N结构的。管芯基区面积做得较大,发射区面积却做得较小,入射光线主要被基区吸收。与光电二极管一样,入射光在基区中激发出电子与空穴。在基区漂移场的作用下,电子被拉向集电区,而空穴被积聚在靠近发射区的一边。由于空穴的积累而引起发射区势垒的降低,其结果相当于在发射区两端加上一个正向电压,从而引起了倍率为β+1(相当于三极管共发射极电路中的电流增益)的电子注入,这就是硅光电三极管的工作原理。 常见的硅光电三极管有金属壳封装的,也有环氧平头式的,还有微型的。怎样识别其管脚呢? 对于金属壳封装的,金属下面有一个凸块,与凸块最近的那只脚为发射极e。如果该管仅有两只脚,那么剩下的那条脚则是光电三极管的集电极c;假若该管有三只脚,那么与e脚最近的则是基极b,离e脚远者则是集电极c。对环氧平头式、微型光电三极管的管脚识别方法是这样的:由于这两种管子的两只脚不一样,所以识别最容易——长脚为发射极e,短脚为集电极C 。 倘若有一只已经使用过的光电三极管,管壳上的字样无法辩认,甚至无法知道它是光电三极管还是光电二极管。这又该怎样辨别呢? 取一块万用表,拨至R×lk档。设待测管为一只光电三极管(例如3Du23)。首先把该管放在暗处,负表笔接集电极c,正表笔接发射极e,表针微微摆动;再把该管放在光线很强的地方,这时会发现接收到的光线愈强,表针指示的阻值越小.一直降到几千欧。这时可再将万用表拨到R×100Ω档,若阻值降到几百欧,则此管为光电三极管,否则就是光电二极管。倘若测试结果与上述不符,则有可能是表笔接错,可将表笔互换一下再测。 这里顺便提一下:光电二极管的正向电阻值,即使在无光照时也会与普通二极管一样是数干欧,而光电三极管在无光照时,不论万用表表笔是以何种方式接管脚,其阻值都是很大的。此外,不得使用万用表的R×lΩ、R×10Ω档测量光电三极管。 常见光电三极管有3DU0~7型、3DU11~51型以及硅光电三极管组合件。在图1中,有的硅光电三极管只有两只脚,这是由于在制作时,基极b没有引出的缘故。硅光电三极管组合件是将10只或15只光电三极管,采用集成电路工艺,利用双列直插式外壳封装而成。在外壳上,每只光电三极管都有一个玻璃窗口。 光电三极管与光电二极管在自动控制电路中是可以互换的,但电路的工作点需要调整。 由于光电三极管较光电二极管有放大作用,其响应时间更短,因而用途更多。这里举一例供读者制作参考。 电路见图2。这是用于煤气熄灭报警的一种装置。vT1为光电三极管,它与VT2、VT3等组成光控开关电路,控制着由Icl(555)等组成的间隙振荡器的电源。煤气炉火正旺时,VT1导通、VT2、VT3截止,Icl(555)不振荡,喇叭无声。当炉火被溢出的水浇灭或被风吹熄时,VT1失去炉火光照,VT2、VT3导通,Icl的电源被接通,间隙振荡器工作,喇叭B便发出警告声,提醒主人赶快关闭气源,从而避免煤气中毒事故的发生。 |