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1、第二节第二节 光电元件的基本应用电路光电元件的基本应用电路一、光敏电阻基本应用电路一、光敏电阻基本应用电路图图a中中，当当无无光光照照时时，光光敏敏电电阻阻R很很大大，I在在RL上上的的压压降降Uo很很小小。随随着着入入射射光光增增大大，R减减小小，Uo随随之之增增大大。图中，入射光增大，图中，入射光增大，Uo反而减小。反而减小。a）Uo与光照变化趋势相同的电路与光照变化趋势相同的电路 b）Uo与光照变化趋势相反的电路与光照变化趋势相反的电路回目录回目录第二节 光电元件的基本应用电路一、光敏电阻基本应用电路二、光敏二极管的应用电路二、光敏二极管的应用电路光光敏敏二二极极管管在在应应用用电电路路
2、中中必必须须反反向向偏偏置置。利利用用施施密密特特反反相相器器可可将将光光敏敏二二极极管管的的输输出出电电压压转转换成换成TTL电平。电平。Ui=5V-URL=5V-IRL二、光敏二极管的应用电路光敏二极管在应用电路中必须反向偏置。例例：用反相器来得到较大负载能力的电路见左下：用反相器来得到较大负载能力的电路见左下图图,光电特性见右下图光电特性见右下图,RL=10k,求求:74HC04的输的输出稳定地跳变为高电平时的光照度阈值。出稳定地跳变为高电平时的光照度阈值。解：在在VDD=5V时时,查查74HC04的的典典型型输输入入低低电电平平ViL=2.1V,典典型型输输入入高高电电平平ViH=2.
3、4V。当当74HC04的的输输入入低低于于2.1V后后，输输出出才才能能稳稳定定地地跳跳变变为为高高电电平平(4.9V),此此时时输输入入回回路路流流过过RL的的电电流流为为：I=ViL/RL=(5-2.1)V/10k=0.29mA,查查右右上上图图,得此时的光照度约为得此时的光照度约为2900lx,约为阴天室外照度约为阴天室外照度。光敏晶体管光敏晶体管光敏二极管光敏二极管例：用反相器来得到较大负载能力的电路见左下图,光电特性见右下三、光敏晶体管应用电路三、光敏晶体管应用电路a）射极输出电路）射极输出电路 b）集电极输出电路）集电极输出电路三、光敏晶体管应用电路a）射极输出电路 b）集电极输出
4、电路光敏晶体管的输出状态比较光敏晶体管的输出状态比较电路电路形式形式无光照时无光照时强光照时强光照时晶体管晶体管状态状态ICUo晶体管晶体管状态状态ICUo射极射极输出输出截止截止00（低电（低电平）平）饱和饱和(VCC-0.)/RLVCC-UCES(高电平高电平)集电极集电极输出输出截止截止0VCC（高电（高电平）平）饱和饱和(VCC-0.)/RLUCES(0.3V低电平低电平)光敏晶体管的输出状态比较电路无光照时强光照时晶体管ICUo晶例：例：光控继电器电路如下图光控继电器电路如下图,1)分析工作过程；分析工作过程；2)若若VCC=12V，中间继电器，中间继电器KA的驱动线圈阻值的驱动线圈
5、阻值RKA=100，额定动作电流为，额定动作电流为80mA。设。设V2的的足足够大，够大，求：求：在强光照时，在强光照时，流过中间继电器流过中间继电器KA的的电流，电流，以及继电器的状态以及继电器的状态。晶晶体体管管V2截截止止的的瞬瞬间间，有有电电流流通通过过反反向向接接法法的的“续续流流二二极极管管”VD，减减小小了了V2的的对对地过电压。地过电压。例：光控继电器电路如下图,1)分析工作过程；2)若VCC=解：解：1）当无光照时，）当无光照时，V1截止，截止，IB=0，V2也截也截止，继电器止，继电器KA处于失电（释放）状态。处于失电（释放）状态。当当有有强强光光照照时时，V1产产生生较较
6、大大的的光光电电流流I，I一一部部分分流流过过下下偏偏流流电电阻阻RB2（起起稳稳定定工工作作点点作作用用），另另一一部部分分流流经经RB1及及V2的的发发射射结结。当当IBIBS(IBS=ICS/)时时，V2饱饱和和，产产生生较较大大的的集集电电极极饱饱和和电电流流ICS（与与IB基基本本无无关关），ICS=(VCC0.3V)/RKA。若若ICS大大于于继继电电器器KA的的额额定定动动作距离，则作距离，则KA吸合。吸合。思考：思考：若将若将V1与与RB2的的位置上下对调，位置上下对调，其结果如何？其结果如何？解：1）当无光照时，V1截止，IB=0，V2也截止，继电.2）由由于于足足够够大大，
7、在在强强光光照照时时，I较较大大，流流过过V2集集电电极极的的电电流流与与以以及及基基极极电电流流IB基基本本无无关关，ICES(12-0.3V)/0.1k=117mAKA的的动动作作电电流流（80mA），所以），所以KA可靠动作（吸合）。可靠动作（吸合）。RKA=10080501N40023DU1k10k12V.2）由于足够大，在强光照时，I较大，流过V2集电极的电四、光电池的应用电路四、光电池的应用电路 光电池短路电流测量电路光电池短路电流测量电路 I/U 转换电路的转换电路的输出电压输出电压Uo与光电流与光电流I成正比成正比。若光电池用于若光电池用于微光测量时，微光测量时，I可能较小，则应增加可能较小，则应增加二级放大电路二级放大电路，并在第二级，并在第二级使用电位器使用电位器RP微调总的微调总的放大倍数放大倍数。四、光电池的应用电路 光例：例：设某光电池的面积设某光电池的面积A=10mm2，输出特性如，输出特性如下图所示，下图所示，Rf=100k，R21=10k，R22=300k，RRP=50k（标称值），（标称值），E=10lx，求：，求：Uo2的调的调节范围。节范围。.OP07例：设某光电池的面积A=10mm2，输出特性如下图所示，Rf解：解：.Uo1=-IR=-0.8A0.1M=-0.08V=80mV解：.Uo1=-IR=-0.8A0.1M=-0.0
光电元件的基本应用电路ppt课件
