关于发光二极管和电阻的问题

关于发光二极管和电阻的问题
关于发光二极管和电阻的问题

1关于发光二极管和电阻的问题,要实际应用的,确定答案的来

悬赏分:100 - 解决时间:2008-5-19 18:03

在学做灯牌,上面有白色,绿色,红色,黄色四种颜色的LED,

现在是白色大约180个串联,准备用8节5号电池供,但是不知道该串多少的电阻,白色的电压是3.2-3.4

绿色大约70个串联,准备4节五号电池供,同求该串多少电阻,绿色电压不知道

红色和黄色准备一起串联,大约50个,4节5号电池供,也想知道该串多少电阻,电压不知,

红色黄色的电压应该比较低,因为不加任何电阻的时候直接烧坏了,

而白色不会直接烧坏但是会很快发烫变暗,绿色可以一直点着,不会变暗,但是时间长了会闪。

要尽快回复

问题补充:不好意思,我实在是不懂电路,昨天别人看了我的板后说我是做的并联,所以问题有所改动,并联180个3V左右的二极管,准备用8节5号电池供,要多少限流电阻,电阻我不打算一个一个接,准备直接在电池正极串一个比较大的,现在这边只有1/2W的150欧的电阻,只要告诉我要串多少个就行了,红色,黄色,绿色以此类推~

提问者:一字记之曰腐- 二级最佳答案兄弟,您这是要拿LED去炸大楼吗?

五号电池串联的电压是6V,并联是1.5V,在电池串联的情况下,最多能带两个串联的LED啊!你这么做是行不通的

无论怎么算,你要用几节电池带这么多LED,是不可能的。

建议你用个小电瓶之类的东西,LED这东西很费电的,拿白的来说,压降按3V算,电流按25mA算,3*0.025*180=18.5W,我们平常用的接220V的电灯泡也不过几十来瓦,就算干电池能带的话,电会瞬间放空的。其实,你可以这样做:

楼上的答案引入的电阻太大,损耗太大,更费电,我有更好的办法:

白色LED:用8节电池,电压是8*1.5=12V

把180个LED分成4组,每组45个,把每组的45个LED并联,然后再把这四个组串联起来,用12V也可以带起来,每个LED上的电压正好是3V,用不着电阻,没有一点多余的损耗。

红的黄的绿的压降都差不多,如果按1.8V算的话,70个红色的LED可以用八节电池,电压12V,可以分成7组,每组10个LED并联,然后把每组进行并联,就可以了,同样用不着电阻,能省不少电。

我是做LED台灯的,我们设计电路时都这么算,即提高效率,又节约成本。

其实算LED的方法除了上面的方法用于多个LED外,少量LED的算法很简单,那就是首先要知道LED应流过的电流和LED的压降,知道这两个就好办了,拿白光的打比方:压降3.3V,工作电流30mA,你想用6V的电源供电的话,那么电阻就应当承担6-3.3=2.7V的电压,因为是串联,流过电阻的电流和流过LED的电流是相通的,也就是30mA,所以电阻

R=2.7/30mA=90欧姆。

说的很明白了。

算法:假如一个LED是30mA的话,180个并联就是180*0.03=5.4A,8节5号电池的电压是12V,LED的压降取平均值3V,就有12-3=9V的电压要电阻来承担,9V/5.4A是1.66欧姆,没有这么大的,保险起见,建议用1.8欧姆的电阻,1.8欧姆*5.4A=9.72W,也就是电阻消耗的功率,电阻可以选功率10W的。

结论:1.8欧姆功率是10W的电阻。我告诉你这算法,放在别的LED上也可以这样算的。

多给你算点东西,你要有足够的心理承受能力:

12V(电池电压)*5.4A=64.8W,普通5号电池的容量大约1Ah(电池容量单位),也就是以1A的电流放电时,可以坚持一个小时,1Ah/5.4A=0.18小时,即11.1分钟,也就是说,11.1分钟钟过后,电池没电。

其实最好的办法是用电瓶,用电池还有一个隐患:电池的内部存在内阻,放电电流过大的时候,电池的电压会下降,电流越大,下降的越厉害,以上我给你算的是理论值,实际上撑不过11.1分钟。

7回答者:mega16 - 六级2008-4-28 20:46

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其他回答共 2 条

四节五号电池供电!!!!!!!!!!!

回答者:零点的星空- 三级2008-4-26 20:45

就按照我说的接法,不能你那样接一只,那样若有部分管子电压稍微有点不一致,就很容易烧,然后连锁反应,最后都烧坏,不能怕麻烦,电阻就要一个一个的接

你不加限流烧坏的是接的单只发光管吧?

你不加限流烧坏的是接的单只发光管吧?

绿色,红色,黄色发光二极管的结电压大约1.8V左右.

白色发光二极管的结电压大约2.4-3.3V左右

1/先说白色,

8节5号电池电压是1.5*8=12V

最多接三只发光管串联,不能180全部串联,

3只发光管结电压是3*3.3=9.9V,

限流电阻的电压降是12-9.9=2.1V

以发光管工作电流是20mA计,2.1V/0.02A=105欧

这样,每三只白色发光二极管串联一只100欧电阻为一组.60组并联,接在电池上,总电流是60*20mA=1.2A,总电流很大,怕电池会很快耗尽的.

2\绿色,同白色道理一样的.

电池4*1.5V=6V

也是三只串联,1.8V*3=5.4V

6V-5.4V=0.6V

0.6/0.02A=30欧

每三只绿色发光二极管串联一只33欧电阻为一组,由于绿管的工艺导致的亮度稍微低一些,可以选用20欧左右的电阻.

23组并联接在4接电池上.总电流23*0.02=0.46A

3,红黄色的算法和接法与绿色的相同,可以用33欧的电阻

2

一、LED发光二极管,限流电阻计算方法:电阻值=(市电电压V-N×V准,N是指灯

珠的个数,V1是指灯珠的电压(颜色不同,电压不同),设为2V,灯珠的电流假设为16mA,则电阻值=(220-100×2)/16=加多不加少;二、闪动灯箱控制器8+5路,输出电压220V(和当地市电电压相同),多可以接4000个,原因:每组红灯珠最好不要超过100个,40组也就是最多接40组,也就是只能控制40个灯珠,但整个电路的消

耗功率和每组接目前,其应用主要是在电子灯箱、小手电、小夜灯、小台灯、书夹灯、能照明灯、汽车以及摩托车尾灯、转向灯、照明灯、商店橱窗、柜台这样的大功率电阻不好找。建议在整流桥前面的220V交流电中串联进去一个交流电容器LEDLEDLEDLED 限流电阻计算器限流电阻计算器限流电阻计算器限流电阻计算器LED 80个,不加电阻,电流为12MA,发光正常。说明每个LED上的压降约220/80=2.75V 只有30个发光二极管串联时,总电压应是30*2.75=82V 电流仍是12MA,则可以串联进去一个(220-82)/12=11.5千欧的电阻。电阻功率不小于

容量1/(11.5*0.314)=0.27uF,取0.2uF/250V

N×V1)/mA,说明:市电电压V以220V为),举例说明:100个红灯珠,灯珠电压假=1.25K欧姆,则建议加电阻2K,电阻是,可以40组灯珠(不论颜色),红灯珠最组也就是4000个,如果你每组接一个灯珠,也但整个电路的消耗功率和每组接100个灯珠是一样的、电话灯、USB灯、灯杯、节柜台、广告牌、店标......限流电阻计算器限流电阻计算器限流电阻计算器限流电阻计算器电阻功率不小于0.012*0.012*11500=1.65W 3发光二极管是电子制作中常用的电子元件之一,对其极性识别是重要的。发光二极管的极性判别可以从管脚和管子内部结构来判别,如果管脚不是被剪过的,目前普遍认为发光二极管的长管脚是正极,短管脚是负极,和立式电解电容的极性辨别是一致的。从管芯内部结构来看(如图1),管芯是由大小瓣两部分组成,大瓣上有一圆锥坑以便聚光提高亮度,中间通过一细金属线将两瓣连在一起,与管芯小瓣部分相接的是长脚正极,与管芯大瓣部分相接是短脚负极。目前绝大多数发光二极管都符合这一结构特点。报刊杂志也是这样介绍的。但是并不是所有的发光二极管都符合上述结构特点。有少数发光二极管就与此不同。例如有一种高亮度白发红光φ5二极管,它的管脚以及管芯内部结构都与上述相反,即短脚是正极,长脚是负极。管芯大瓣部分是正极,小瓣部分是负极。还有一种也是高亮度白发红光φ5二极管,长管脚连接内部管芯大瓣是正极,短管脚与管芯小瓣相接是负极。此种管若从管脚长短来判别极性可得出正确结论,若从管芯结构来判别极性却得出错误结论。因此对制作及使用者来说判别发光二极管极性不能只凭以往的经验,这样容易搞错,导致电子制作失败或把好管当成坏管处理了。要判别发光二极管极性及好坏,可搭制一个如图2所示的实验电路,将要判别的发光二极管正、负二个方向接于电路中。如图2a所示。当二极管正常发光时,和电池正极相接

的一脚为二极管正极,另一脚则为负极且为好管。如果正、反二个方向接于电路中,二极管都不发光即为坏管。还可用万用表10k电阻档进行测量判断,一般好管正向电阻≥15k,反向电阻≥200k。测量正向电阻时与黑表笔相接一脚为正极,另一脚即负极。当正、反向电阻都为无穷大或都为0时即为坏管。

限流电阻计算方法:如果已知发光二极管的正向电压3V,(一般工作电流为15-20mA),用欧姆定律:V=IR 就可以计算出电阻值。计算如下:供电电压12V-发光二极管压降3V / 15mA=0.6 K 选用电阻在600-650欧姆的即可,因发光二极管的工作电流不大,限流串联一个1/4W以上的电阻即可。电瓶电压12V时不能串七个LED。可以串联三个发光二极管,然后加一个电阻即可。可以按供电电压12V,15毫安计算电阻大小。也就是需要串联一个(12-3X3)/0.015 = 200 欧姆左右的电阻即可。用七个发光二极管串联接入12V,不如分两组(每三个串联加限流电阻为一组)并联接入12V为好。水平有限可能帮不上你什么忙,如果有兴趣不妨自己多动手实验也很快有结果的。

光敏二极管和光敏三极管区别

光敏二极管和光敏三极管简介及应用 光敏二极管和光敏三极管是光电转换半导体器件,与光敏电阻器相比具有灵敏度高、高频性能好,可靠性好、体积小、使用方便等优。 一、光敏二极管 1.结构特点与符号 光敏二极管和普通二极管相比虽然都属于单向导电的非线 性半导体器件,但在结构上有其特殊的地方。 光敏二极管在电路中的符号如图Z0129 所示。光敏二极管 使用时要反向接入电路中,即正极接电源负极,负极接电 源正极。 2.光电转换原理 根据PN结反向特性可知,在一定反向电压范围内,反向电 流很小且处于饱和状态。此时,如果无光照射PN结,则因 本征激发产生的电子-空穴对数量有限,反向饱和电流保持不变,在光敏二极管中称为暗电流。当有光照射PN结时,结内将产生附加的大量电子空穴对(称之为光生载流子),使流过PN结的电流随着光照强度的增加而剧增,此时的反向电流称为光电流。不同波长的光(兰光、红光、红外光)在光敏二极管的不同区域被吸收形成光电流。被表面P型扩散层所吸收的主要是波长较短的兰光,在这一区域,因光照产生的光生载流子(电子),一旦漂移到耗尽层界面, 就会在结电场作用下,被拉向N区,形成部分光电流;彼长较长的红光,将透过P型层在耗尽层激发出电子一空穴对,这些新生的电子和空穴载流子也会在结电场作用下,分别到达N区和P 区,形成光电流。波长更长的红外光,将透过P型层和耗尽层,直接被N区吸收。在N区内因光照产生的光生载流子(空穴)一旦漂移到耗尽区界面,就会在结电场作用下被拉向P区,形成光电流。因此,光照射时,流过PN结的光电流应是三部分光电流之和。 二、光敏三极管 光敏三极管和普通三极管的结构相 类似。不同之处是光敏三极管必须 有一个对光敏感的PN结作为感光 面,一般用集电结作为受光结,因 此,光敏二极管实质上是一种相当 于在基极和集电极之间接有光敏二 极管的普通二极管。其结构及符号 如图Z0130所示。 三、光敏二极管的两种工作状态 光敏二极管又称光电二极管,它是 一种光电转换器件,其基本原理是 光照到P-N结上时,吸收光能并转变为电能。它具有两种工作状态:

光敏二极管

光敏二极管(光电二极管)基础知识 什么光敏二极管光敏二极管工作原理 光电二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。它的核心部分也是一个PN结,和普通二极管相比,在结构上不同的是,为了便于接受入射光照,PN结面积尽量做的大一些,电极面积尽量小些,而且PN结的结深很浅,一般小于1微米。 光电二极管(也称光敏二极管)是在反向电压作用之下工作的。没有光照时,反向电流很小(一般小于微安),称为暗电流。当有光照时,携带能量的光子进入PN结后,把能量传给共价键上的束缚电子,使部分电子挣脱共价键,从而产生电子---空穴对,称为光生载流子。 它们在反向电压作用下参加漂移运动,使反向电流明显变大,光的强度越大,反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。光电二极管在一般照度的光线照射下,所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载,负载上就获得了电信号,而且这个电信号随着光的变化而相应变化。 光敏二极管特性曲线

光电流---正电压特性 短路电流---照度特性

波长分布特性光敏二极管的特点 应用时反向偏置连接 没光照射,呈现极高阻值 有光照射时,电阻减小 可作光控关关 光敏二极管的符号及接线图 光敏二极管符号

光敏二极管接线图 光电二极管与光电三极管的联系与区别 光电二极管、光电三极管是电子电路中广泛采用的光敏器件。光电二极管和普通二极管一样具有一个PN结,不同之处是在光电二极管的外壳上有一个透明的窗口以接收光线照射,实现光电转换,在电路图中文字符号一般为VD。光电三极管除具有光电转换的功能外,还具有放大功能,在电路图中文字符号一般为VT。光电三极管因输入信号为光信号,所以通常只有集电极和发射极两个引脚线。同光电二极管一样,光电三极管外壳也有一个透明窗口,以接收光线照射。

光敏电阻伏安特性光敏二极管光照特性

光敏电阻伏安特性、光敏二极管光照特性(FB815型光敏传感器光电特性实验仪 ) 凡是将光信号转换为电信号的传感器称为光敏传感器,也称为光电式传感器,它可用于检测直接由光照明度变化引起的非电量,如光强、光照度等;也可间接用来检测能转换成光量变化的其它非电量,如零件直径、表面粗糙度、位移、速度、加速度及物体形状、工作状态识别等。光敏传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点,因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用。 光敏传感器的物理基础是光电效应,通常分为外光电效应和内光电效应两大类,在光辐射作用下电子逸出材料的表面,产生光电子发射现象,则称为外光电效应或光电子发射效应。基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。另一种现象是电子并不逸出材料表面的,则称为是内光电效应。光电导效应、光生伏特效应都是属于内光电效应。好多半导体材料的很多电学特性都因受到光的照射而发生变化。因此也是属于内光电效应范畴,本实验所涉及的光敏电阻、光敏二极管等均是内光电效应传感器。 通过本设计性实验可以帮助学生了解光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池与光学纤维的光电传感特性及在某些领域中的应用。 【实验原理】 1(光电效应: (1)光电导效应: 当光照射到某些半导体材料上时,透过到材料内部的光子能量足够大,某些电子吸收光子的能量,从原来的束缚态变成导电的自由态,这时在外电场的作用下,流过半导体的电流会增大,即半导体的电导会增大,这种现象叫光电导效应。它是一种内光电效应。

光电导效应可分为本征型和杂质型两类。前者是指能量足够大的光子使电子离开价带跃入导带,价带中由于电子离开而产生空穴,在外电场作用下,电子和空穴参与电导,使电导增加。杂质型光电导效应则是能量足够大的光子使施主能级中的电子或受主能级中的空穴跃迁到导带或价带,从而使电导增加。杂质型光电导的长波限比本征型光电导的要长的多。 (2)光生伏特效应: 在无光照时,半导体结内部有自建电场。当光照射在结及其附近时,在能量PNPN 足够大的光子作用下,在结区及其附近就产生少数载流子(电子、空穴对)。载流子在结区外时,靠扩散进入结区;在结区中时,则因电场的作用,电子漂移到区,空穴漂移EN到区。结果使区带负电荷,区带正电荷,产生附加电动势,此电动势称为光生电动PPN 势,此现象称为光生伏特效应。 2(光敏传感器的基本特性: 光敏传感器的基本特性则包括:伏安特性、光照特性等。 伏安特性: 光敏传感器在一定的入射光照度下,光敏元件的电流与所加电压之间的关系称为IU光敏器件的伏安特性。改变照度则可以得到一族伏安特性曲线。它是传感器应用设计时的重要依据。 光照特性: 光敏传感器的光谱灵敏度与入射光强之间的关系称为光照特性,有时光敏传感器的输出电压或电流与入射光强之间的关系也称为光照特性,它也是光敏传感器应用设计时选择参数的重要依据之一。

光敏二极管特性实验

光敏二极管特性实验 一、实验目的 通过实验掌握光敏二极管的工作原理及相关特性,了解光敏二极管特性曲线及其测试电路的设计。 二、基本原理 1、光敏二极管工作原理(详见红外功率可调光源曲线标定实验)。 2、光敏二极管特性实验原理 光敏二极管在应用中一般加反向偏压,使得其产生的光电流只与光照度有关。图1-9中,当光照为零时,光敏二极管不会产生广生载流子,也没有其他电流流过,整个电路处于截止状态;当有光照时,光敏二极管产生光电流,由于放大器的正负输入端虚短,放大器输出负电压。再二级放大,然后用跟随器输出。并且光照越强,输出电压越大。 R2680 总线模块 光电检测综合试验台的总 线模块 +5V -5V AGND +12V -12V 222426 40 PIN1 光敏二极管 PIN2 电流流向 A V GND VCC Vin ADJ R11K LED C9013R2680 +5V 0~5V GND 实验台 R V A AGND

2_+ 3+5V -5V 74 2_+ 3+5V -5V 74 2_+ 3+5V -5V 74 -5V +5V 2224AGND 40 图1-9 光敏二极管特性测试图 三、实验仪器 1、光电检测与信息处理实验台(一套) 2、红外功率可调光源探头 3、红外接收探头 4、光电信息转换器件参数测试实验板 5、万用表 6、光学支架 7、导线若干 四、实验步骤 1、按图1-9连接实验线路。 (1)把光电信息转换器件参数测试实验板插在光电检测综合试验台的总线模块PLUG64-1、PLUG64-2、PLUG64-3的任意位置上; (2)由光敏二极管探头的两个输出接线端PIN1、PIN2分别引出导线连接到试验台的总线模块的22(负极)和24

光敏电阻伏安特性、光敏二极管光照特性

光敏传感器的光电特性研究 (FB815型光敏传感器光电特性实验仪) 凡是将光信号转换为电信号的传感器称为光敏传感器,也称为光电式传感器,它可用于检测直接由光照明度变化引起的非电量,如光强、光照度等;也可间接用来检测能转换成光量变化的其它非电量,如零件直径、表面粗糙度、位移、速度、加速度及物体形状、工作状态识别等。光敏传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点,因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用。 光敏传感器的物理基础是光电效应,通常分为外光电效应和光电效应两大类,在光辐射作用下电子逸出材料的表面,产生光电子发射现象,则称为外光电效应或光电子发射效应。基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。另一种现象是电子并不逸出材料表面的,则称为是光电效应。光电导效应、光生伏特效应都是属于光电效应。好多半导体材料的很多电学特性都因受到光的照射而发生变化。因此也是属于光电效应畴,本实验所涉及的光敏电阻、光敏二极管等均是光电效应传感器。 通过本设计性实验可以帮助学生了解光敏电阻、光敏二极管的光电传感特性及在某些领域中的应用。 【实验原理】 1.光电效应: (1)光电导效应: 当光照射到某些半导体材料上时,透过到材料部的光子能量足够大,某些电子吸收光子的能量,从原来的束缚态变成导电的自由态,这时在外电场的作用下,流过半导体的电流会增大,即半导体的电导会增大,这种现象叫光电导效应。它是一种光电效应。 光电导效应可分为本征型和杂质型两类。前者是指能量足够大的光子使电子离开价带跃入导带,价带中由于电子离开而产生空穴,在外电场作用下,电子和空穴参与电导,使电导增加。杂质型光电导效应则是能量足够大的光子使施主能级中的电子或受主能级中的空穴跃迁到导带或价带,从而使电导增加。杂质型光电导的长波限比本征型光电导的要长的多。 (2)光生伏特效应: 在无光照时,半导体PN结部有自建电场。当光照射在PN结及其附近时,在能量足 够大的光子作用下,在结区及其附近就产生少数载流子(电子、空穴对)。载流子在结区外时,靠扩散进入结区;在结区中时,则因电场E的作用,电子漂移到N区,空穴漂移到P区。结果使N区带负电荷,P区带正电荷,产生附加电动势,此电动势称为光生电动势,此现象称为光生伏特效应。

光敏二极管和光敏三极管

光敏二极管和光敏三极管 光敏二极管和光敏三极管是光电转换半导体器件,与光敏电阻器相比具有灵敏度高、高频性能好,可靠性好、体积小、使用方便等优。 一、光敏二极管 1.结构特点与符号 光敏二极管和普通二极管相比虽然都属于单向导电的非线性半导体器件,但在结构上有 其特殊的地方。 光敏二极管在电路中的符号如图Z0129 所示。光敏二极管使用时要反向接入电路中,即正极接电源负极,负极接电源正极。 2.光电转换原理 根据PN结反向特性可知,在一定反向电压范围内,反向电流很小且处于饱和状态。此时,如果无光照射PN结,则因本征激发产生的电子-空穴对数量有限,反向饱和电流保持不变,在光敏二极管中称为暗电流。当有光照射PN结时,结内将产生附加的大量电子空穴对(称之为光生载流子),使流过PN结的电流随着光照强度的增加而剧增,此时的反向电流称为光电流。 不同波长的光(兰光、红光、红外光)在光敏二极管的不同区域被吸收形成光电流。被表面P型扩散层所吸收的主要是波长较短的兰光,在这一区域,因光照产生的光生载流子(电子),一旦漂移到耗尽层界面,就会在结电场作用下,被拉向N区,形成部分光电流;彼长较长的红光,将透过P型层在耗尽层激发出电子一空穴对,这些新生的电子和空穴载流子也会在结电场作用下,分别到达N区和P区,形成光电流。波长更长的红外光,将透过P型层和耗尽层,直接被N区吸收。在N区内因光照产生的光生载流子(空穴)一旦漂移到耗尽区界面,就会在结电场作用下被拉向P区,形成光电流。因此,光照射时,流过P N结的光电流应是三部分光电流之和。 二、光敏三极管 光敏三极管和普通三极管的结构相类似。不同之处是光敏三极管必须有一个对光敏感的PN结作为感光面,一般用集电结作为受光结,因此,光敏二极管实质上是一种相当于在基极和集电极之间接有光敏二极管的普通二极管。其结构及符号如图Z0130所示。 当人射光子在基区及集电区被吸收而产生电子一空穴对时,便形成光生电压。由此产生的光生电流由基极进入发射极,从而在集电极回路中得到一个放大了β倍的信号电流。因此,光敏三极管是一种相当干将基极、集电极光敏二极管的电流加以放大的普通晶体管放大。 1、判断光敏三极管C、E极性,方法是用万用表20M电阻测试档,测得管阻小的时候红表棒端触脚为C极,黑表棒为E极。 2、暗电流测试: 按图(11)接线,稳压电源用±12V,调整负载电阻RL阻值,使光敏器件模板被遮光罩盖住时微安表显示有电流,这即是光敏三极管的暗电流,或是测得负载电阻RL上的压降V暗,暗电流LCEO=V暗/RL。(如是硅光敏三极管,则暗电流可能要小于10-9A,一般不易测出。 3、光电流测试: 缓慢地取开遮光罩,观察随光照度变化测得的光电流I光的变化情况,并将所测数据填入下表:

光敏二极管的分光灵敏度特性

光敏二极管的分光灵敏度特性 在使用光敏二极管的时候,无论如何都应当知道其分光灵敏度特性。所谓分光灵敏度特性,如图 1.7 所示,它表示的是光敏二极管对于不同波长的光具有多高的灵敏度。 如果对光敏二极管照射波长为λ的光,那么该二极管每吸收一个光子,都会产生一对能够形成光电流的载流子。但是,每个光子能否被该二极管吸收,取决于该光子的能量是否超过制作该光敏二极管的半导体材料的禁带能级宽度Eg。 波长为λ的光的光子能量 Eph 可以表示为: 式中,h 是普朗克常数(6.626×10 -34J·s);c 是光速(3×108m/s);λ是光的波长(m)。 当 Eph>Eg 时,产生光电流;当 Eph<Eg 时,没有光电流产生。当光敏二极管的材料为 Si(硅)的时候,Eg =1.1eV,从式(1.1)可知,该光敏二极管对于波长λ>1100mm 的光照射没有感知灵敏度.光敏二极管的波长感知灵敏度特性如图 1.8 所示。

图1.7中的 BS120 与 PH302B 所用的材料都是 Si,所以他们呢本身的特性都应当如图1.8 所示;然而由于它们各自对应的用途不同。而配置了不同的滤光片,BS120 配置的是视觉校正滤光片,PH302B 配置的是遮挡可见光的滤光片,于是它们就有了图 1.7 所示的不同的特性。 与 Si 材料相比,GaAsP 的禁带宽度 Eg 更大一些,因此用 GaAsP 制作而成的光敏二极管的分光灵敏度会往波长更短的方向移动。有关这一点,从图 1.8 中可以看得比较清楚。不过,通过改变 GaAsP 中 GaAs 与 GaP 结晶比的方法,可以改变 Eg 的大小。 图 1.7 中的 G3614 就是用 GaAsP 制作而成的,它在紫外线领域具有灵敏度,因此可以用作紫外线的检测。

光敏二极管

光敏二极管介绍 名词解释: 光敏二极管又叫光电二极管。 光敏二极管也是由一个PN结组成的半导体器件,也具有单向导电特性。它在电路中的符号是: 光敏二极管的重要特性就是把光能转换成电能。在没有光照时,光敏二极管的反向电阻很大,反向电流很微弱,称为暗电流。当有光照时,光子打在pn结附近,于是在pn结附近产生电子-空穴对,它们在pn结内部电场作用下作定向运动,形成光电流。光照越强,光电流越大。光的变化引起光电二极管电流变化,这就可以把光信号转换成电信号,成为光电传感器件。 光敏二极管在应用电路中的两种工作状态: 1、光敏二极管施加有外部反向电压 当光敏二极管加上反向电压时,管子中的反向电流随着光照强度的改变而改变,光照强度越大,反向电流越大,大多数都工作在这种状态。 2、光敏二极管不施加外部工作电压 光敏二极管上不加电压,利用P-N结在受光照时产生正向电压的原理,把它用作微型光电池。这种工作状态,通常用作光电检测器。 光敏二极管检测方法: ①电阻测量法 用万用表1k挡。光电二极管正向电阻约10kΩ左右。在无光照情况下,反向电阻为∞时,这管子是好的(反向电阻不是∞时说明漏电流大);有光照时,反向电阻随光照强度增加而减小,阻值可达到几kΩ或1kΩ以下,则管子是好的;若反向电阻都是∞或为零,则管子是坏的。 ②电压测量法 用万用表1V档。用红表笔接光电二极管“+”极,黑表笔接“—”极,在光照下,其电压与光照强度成比例,一般可达0.2—0.4V。 ③短路电流测量法 用万用表50μA档。用红表笔接光电二极管“+”极,黑表笔接“—”极,在白炽灯下(不能用日光灯),随着光照增强,其电流增加是好的,短路电流可达数十至数百μA。 光敏二极管的主要特性参数 本文介绍光敏二极管的主要特性参数:如最高反向工作电压V RM、暗电流I D、光电流I L等。 1、最高反向工作电压V RM:是指光敏二极管在无光照的条件下,反向漏电流不大于0.1μA时所能承受的最高反向电压值 2、暗电流I D: 是指光敏二极管在无光照及最高反向工作电压条件下的漏电流暗电流越小,光敏二极管的性能越稳定,检测弱无的能力越强。 3、光电流I L : 是指光敏二极管在受到一定光照时,在最高反向工作电压下产生的电流其测量的一般条件是: 2856K 钨丝光源,照度为l000lx。

光电二极管三极管的性能及运用

光电二极管及光电三极管的工作原理及用途 可得工贸的光电二极管和光电三极管具有低功耗、响应速度快、抗干扰性能强等特点,可得公司是一家专业从事研发, 生产,销售LED和红外光电器件的高新技术企业:其中光敏二极管、850nm/940nm红外发射管,LED数码管,数码模块,以及发光二极管等产品以良好的品质受到市场的认可。 在红外遥制系统中,光电二极管(也称光敏二极管)及光电三极管(也称光敏三极管)均为红外线接收管,它把接收到的红外线变成电信号,经过放大及信号处理后用于各种控制。除广泛用于红外线遥控外,还可用于光纤通信、光纤传感器、工业测量、自动控制、火灾报警器、防盗报警器、光电读出装置(纸带读出器、条形码读出器等)及光电耦合器等方面。 不同用途的光电二极管有不同的外形及封装,但用于红外遥控的光电二极管一般都是树脂封装的。为减少可见光的干扰常采用黑色树脂,可以滤掉700nm波长以下的光线。常见的几种光电二极管外形。对方形或长方形的管子,往往做出标记角,指示受光面的方向。一般如引脚长短不一样,长者为正极。 光电三极管可以等效为一个光电二极管与一只晶体三极管的组合,所以它具有电流放大作用。其等效电路、外形及电路符号,光电三极管一般仅引出集电极及发射极两个引脚,外形与一般发光二极管一样,常用透明树脂封装。光电二极管及光电三极管的管芯主要用硅材料制作。 光电二极管的两种工作状态 当光电二极管加上反压时,管子的反向电流将随光照强度的变化而变化如同一个光敏电阻,光照强度越大电阻越小,反向电流越大。大多数情况都工作于这种状态。光电二极管上不加电压,利用P?N结受光照射时产生正向电压的原理,可看作微型光电池。这种工作状态一般用作光电检测器。光电二极管的工作电压VR ,允许的最高反向电压一般不超过10V,最高的可达50V。 暗电流ID及光电流IL ,无光照时,加一定反压时的反向漏电流称为暗电流ID,一般ID小于100nA ???。加一定反压并受到光照时流过管子的电流称为光电流 IL,一般光电流IL为几十微安 ???,并且与照度成线性关系。 光谱特性。硅光电二极管的光谱范围为400~1100nm,其峰值波长为880~900nm,如图7所示。这与GaAs红外发光二极管的波长相匹配,可获得较高的传输效率。但它除能接收红外光以外,对可见光也敏感,所以要加滤光措施或防止阳光或灯光的干扰。 光电三极管的特性与一般晶体管相同,差别仅在于参变量不同:三极管的参变量是基极电流,而光电三极管的参变量是入射光强。光电三极管的主要参数有:反向击穿电压VR(最小的为5V,最大的可达75V以上);暗电流ID小于0?3μA (300nA);光电流IL在0?4~2.5mA之间,最大功耗Pm为50~100mW。 PH302及PT331C的主要特性。

光敏电阻、光敏二极管的特性研究

实验十一、十二 【实验目的】 见讲义 【实验仪器】 见讲义 【实验原理】 1、光电效应 光敏传感器的物理基础是光电效应,在光辐射作用下电子逸出材料的表面,产生光电子发射称为外光电效应,或光电子发射效应,基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。电子并不逸出材料表面的则是内光电效应。光电导效应、光生伏特效应则属于内光电效应。即半导体材料的许多电学特性都因受到光的照射而发生变化。光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类,几乎大多数光电控制应用的传感器都是此类,通常有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等。 (1)光电导效应 若光照射到某些半导体材料上时,透过到材料内部的光子能量足够大,某些电子吸收光子的能量,从原来的束缚态变成导电的自由态,这时在外电场的作用下,流过半导体的电流会增大,即半导体的电导会增大,这种现象叫光电导效应。它是一种内光电效应。 光电导效应可分为本征型和杂质型两类。前者是指能量足够大的光子使电子离开价带跃入导带,价带中由于电子离开而产生空穴,在外电场作用下,电子和空穴参与电导,使电导增加。杂质型光电导效应则是能量足够大的光子使施主能级中的电子或受主能级中的空穴跃迁到导带或价带,从而使电导增加。杂质型光电导的长波限比本征型光电导的要长的多。 (2)光生伏特效应 在无光照时,半导体PN 结内部自建电场。当光照射在PN 结及其附近时,在能量足够大的光子作用下,在结区及其附近就产生少数载流子(电子、空穴对)。载流子在结区外时,靠扩散进入结区;在结区中时,则因电场E 的作用,电子漂移到N 区,空穴漂移到P 区。结果使N 区带负电荷,P 区带正电荷,产生附加电动势,此电动势称为光生电动势,此现象称为光生伏特效应。 2、实验原理 (1)光敏电阻 利用具有光电导效应的半导体材料制成的光敏传感器称为光敏电阻。目前,光敏电阻应用的极为广泛,可见光波段和大气透过的几个窗口都有适用的光敏电阻。利用光敏电阻制成的光控开关在我们日常生活中随处可见。 当内光电效应发生时,光敏电阻电导率的改变量为: p n p e n e σμμ?=???+??? (1) 在(1)式中,e 为电荷电量,p ?为空穴浓度的改变量,n ?为电子浓度的改变量,μ表示迁移率。 当两端加上电压U 后,光电流为: ph A I U d σ= ??? (2)

光敏电阻伏安特性、光敏二极管光照特性

1、光电效应 光敏传感器的物理基础是光电效应,在光辐射作用下电子逸出材料的表面,产生光电子发射称为外光电效应,或光电子发射效应,基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。电子并不逸出材料表面的则是内光电效应。光电导效应、光生伏特效应则属于内光电效应。即半导体材料的许多电学特性都因受到光的照射而发生变化。光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类,几乎大多数光电控制应用的传感器都是此类,通常有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等。 (1)光电导效应 若光照射到某些半导体材料上时,透过到材料内部的光子能量足够大,某些电子吸收光子的能量,从原来的束缚态变成导电的自由态,这时在外电场的作用下,流过半导体的电流会增大,即半导体的电导会增大,这种现象叫光电导效应。它是一种内光电效应。 光电导效应可分为本征型和杂质型两类。前者是指能量足够大的光子使电子离开价带跃入导带,价带中由于电子离开而产生空穴,在外电场作用下,电子和空穴参与电导,使电导增加。杂质型光电导效应则是能量足够大的光子使施主能级中的电子或受主能级中的空穴跃迁到导带或价带,从而使电导增加。杂质型光电导的长波限比本征型光电导的要长的多。 (2)光生伏特效应 在无光照时,半导体PN结内部自建电场。当光照射在PN结及其附近时,在能量足够大的光子作用下,在结区及其附近就产生少数载流子(电子、空穴对)。载流子在结区外时,靠扩散进入结区;在结区中时,则因电场E的作用,电子漂移到N区,空穴漂移到P区。结果使N区带负电荷,P区带正电荷,产生附加电动势,此电动势称为光生电动势,此现象称为光生伏特效应。 2、实验原理 (1)光敏电阻 利用具有光电导效应的半导体材料制成的光敏传感器称为光敏电阻。目前,光敏电阻应用的极为广泛,可见光波段和大气透过的几个窗口都有适用的光敏电阻。利用光敏电阻制成的光控开关在我们日常生活中随处可见。 当内光电效应发生时,光敏电阻电导率的改变量为: (1) 在(1)式中,e为电荷电量,为空穴浓度的改变量,为电子浓度的改变量,表示迁移率。当两端加上电压U后,光电流为: (2) 式中A为与电流垂直的表面,d为电极间的间距。在一定的光照度下,为恒定的值,因而光电流和电压成线性关系。 光敏电阻的伏安特性如图2a所示,不同的光照度可以得到不同的伏安特性,表明电阻值随光照度发生变化。光照度不变的情况下,电压越高,光电流也越大,而且没有饱和现象。当然,与一般电阻一样光敏电阻的工作电压和电流都不能超过规定的最高额定值。 图2a 光敏电阻的伏安特性曲线图2b 光敏电阻的光照特性曲线

光敏二极管的主要技术参数介绍样本

光敏二极管的主要技术参数介绍 光敏二极管又称光电二极管, 是一种光电转换器件, 也就是说能把接收到的光的变化, 转变成电流的变化。当前使用最多的是Si( 硅) 光电二极管。它有四种类型: PN结型, PIN结型, 雪崩型和肖特基结型, 主要用于自动控制、如光耦合、光电读出装置、红外线遥控装置、红外防盗、路灯的自动控制、过程控制、编码器、译码器等。以下简介比较常见都是PIN结型光敏二极管, 如下图: 光敏二极管引脚的区分一般直接查看光敏二极管的引脚长短即可区分:引脚长的为正极(P极), 引脚短的为负极(N极)。对于有色点或管键标识的管子, 其靠近标识的一脚为正极, 另一脚为负极。 在无光照射时, 光敏二极管的伏安特性和普通二极管一样, 此时的反向电流叫暗电流, 一般在几微安到几百微安之间, 其值随反向偏压的增大和环境温度的升高而增大。在检测弱光电信号时, 必须考虑用暗电流小的管子。一般光敏

二极管的工作方式为加反向电压或不加电压两种状态。在有光照时, 光敏二极管在一定的反偏电压范围内( UR≥5V) , 其反向电流将随光照强度( 10-103Lux范围内) 的增加而线性增加, 这时的反向电流又叫光电流。因此, 对应一定的光照强度, 光敏二极管相当于一个恒流源。在有光照而无外加电压时, 光敏二极管相当于一个光电池, 输出电压P区为正, N区为负, 随光照强度的改变, 由于光电转换光敏二极管两极的输出电压也随着改变。因此可用数显万用表的区别正负极, 方法是将万用表置于Rx1k挡, 用物体挡住管子的受光窗口, 用红、黑表笔对调测出两次阻值, 其阻值较大的一次测量(反向阻值), 红表笔所接的引脚为负极, 黑表笔所接的引脚为正极。 光敏二极管有一定光谱响应范围, 并对某波长的光有最高的响应灵敏度( 峰值波长) 。光敏二极管对于照射光线的响应程度是不一样的, 它某一范围内的光谱有着最强烈的响应, 而对另外一些光波则响应不佳, 主要表现为反向电流的大小不一。因此, 要想获取最大的光电流, 应选择光谱响应特性符合待测光谱的光敏二极管, 同时加大照度和调整入射的角度。常见的光敏管一般有可见光( 透明封装的) , 不可见光( 黑色封装的) 其光谱响应特性图如下图所示:

实验二、光敏二(三)极管特性实验报告

光敏二(三)极管特性试验 一、实验目的 了解光敏二极管的光照特性和光敏三极管的光谱特性及伏安特性等基本特性。 二、实验原理 略 三、需用器件与单元 主机箱、安装架、普通光源、各种滤光镜、光电器件实验(一)模板、0~12V可调直流电压源、-12V~+12V可调直流电压源、光敏二极管和光敏三极管 四、实验步骤 1、光敏二极管光照特性的测试 光敏二极管工作电压为5V(某定值)时,它的光电流I随光照度E变化而变化。 按图正确连接实验装置后,根据表4-1测量数据并作I—E曲线图4-1。 分析: 在一般加了反向偏压的情况下,只要偏置电压达到某值,扩散电流被抑制,输出电流为光电流和反向饱和电流之和。当光照度E达到一定大小时,反向饱和电流远小于光电流可忽略不计。因此,可认为光电流与光照度成线性关系。由图4-1可知,当E大于或等于50Lx时,I—E曲线可近似认为成线性。

2、光敏三极管的光谱特性测试 光敏三极管在一定偏置电压下,对等能量但波长不同的光源所产生的光电流大小不同。本实验易某功率为基准,更换光源前端盖的滤光片获得不同波长的光源。 按图正确连线后,测量不同波长的光源以相同功率照射光敏三极管时的电流值,填入表5-1并作曲线图5-1。 分析: 光敏三(二)极管的光谱特性主要取决于所采用材料的禁带宽度,同时也与结构工艺密切相关。对不同材料构成的器件一般有特定一个光谱响应峰值,在此峰值外的波段区光电流迅速衰减。 由图5-1可知,本实验所用光敏三极管的光谱响应峰值应大于600nm,位于长波段区。3、光敏三极管的伏安特性测试

分析: 在理论上,光敏三极管的伏安特性有两个特点: (1)、在光照度低时,伏安特性比较均匀,而随着光照度增加,曲线变密。这是因为电流放大倍数与光照度有关,随着照度的增加,放大倍数下降,导致光电流下降;在强光照度下,光电流与照度不呈线性。虽然本实验所取照度差值不大,但观察表5-2在相同电压下,将10Lx与20Lx的光电流差值跟20Lx与30Lx的作比较,会发现随着光照度从10Lx增大倒30Lx过程中,电流增大差值减小,即电流放大倍数下降。 (2)、偏置电压低时,光敏三极管的集电极电流与照度呈非线性。随偏置电压的变大,I —U曲线变得平坦。 由图5-2可知,在电压值小于1V时,光电流与照度呈非线性。而在大于1V的区域内,虽然伏安特性曲线变得平坦,但曲线仍略有向上偏斜,间距增大。这是因为光敏三极管除了具有光电灵敏度外,还具有电流增益,而且电力增益随光电流的增大而增大。

实验二 光敏二极管特性实验

实验二光敏二极管特性实验 一:实验原理: 光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的,其管芯是一个具有光敏特征的 PN结,具有单向导电性,因此工作时需加 上反向电压。无光照时,有很小的饱和反向漏 电流,即暗电流,此时光敏二极管截止。当受 到光照时,饱和反向漏电流大大增加,形成光 电流,它随入射光强度的变化而变化。光敏二 极管结构见图(6)。 二:实验所需部件: 光敏二极管、稳压电源、负载电阻、遮光罩、光源、电压表(自备4 1/2位万用表).、微安表 三:实验步骤: 按图(7)接线,注意光敏二极管是工作在反向工作电压的。由于硅光敏二极管的反向工作电流非常小,所以应提高工作电压,可用稳压电源上的+10V。 1、暗电流测试 用遮光罩盖住光电器件模板,电路中反向工作电压接±12V,打开电源,微安表显示的电流值即为暗电流,或用4 1/2位万用表200mV档测得负载电阻RL上的压降V暗,则暗电流L暗=V暗/RL。一般 锗光敏二极管的暗电流要大于硅光敏二极 管暗电流数十倍。可在试件插座上更换其他 光敏二极管进行测试比较。 2、光电流测试: 取走遮光罩,读出微安表上的电流值, 或是用4 1/2位万用表200mv档测得RL上 的压降V光,光电流L光=V光/RL。 3、灵敏度测试: 改变仪器照射光源强度及相对于光敏 器件的距离,观察光电流的变化情况。 4、光谱特性测试: 不同材料制成的光敏二极管对不同波 长的入射光反应灵敏度是不同的。由图(8) 可以看出,硅光敏二极管和锗光敏二极管的 响应峰值约在80~100μm,试用附件中的红

外发射管、各色发光LED、光源光、激光光源照射光敏二极管,测得光电流并加以比较。 图(8)光敏管的伏安特性曲线 图(9)光敏二极管的光谱特性曲线 注意事项: 本实验中暗电流测试最高反向工作电压受仪器电压条件限制定为±12V (24V),硅光敏二极管暗电流很小,不易测得。

实验二 光敏二极管特性实验

实验二光敏二极管特性实验 实验目的: 1、熟悉光敏二极管的结构和光电转换原理; 2、掌握光敏二极管的暗电流及光电流的测试方法; 3、了解光敏二极管的特性,当光电管的工作偏压一定时,光电管输出光电流与入射光的照度(或通量)的关系。 实验原理: 敏二极管是一种光生伏特器件,光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的,也具有单向导电性。光敏二极管的伏安特性相当于向下平移了的普通二极管,无光照时,有很小的饱和反向漏电流,即暗电流,此时光敏二极管截止。当光敏二极管被光照时,满足条件h v ≧Eg时,则在结区产生的光生载流子将被内电场拉开,光生电子被拉向N区,光生空穴被拉向P区,于是在外加电场的作用下形成了以少数载流子漂移运动为主的光电流。显然,光电流比无光照时的反向饱和电流大得多,如果光照越强,表示在同样条件下产生的光生载流子越多,光电流就越大,反之,则光电流越小。光敏二极管工作原理见图2-1。 实验所需部件: 光敏二极管、稳压电源、负载电阻(实验选配单元中可变电阻)、遮光罩、光源、电压表(万用表)、微安表(万用表上的200mA档) 实验步骤: 按图2-3接线,要注意光敏二极管是工作在反向工作电压的。由于硅光敏二极管的反向电流非常小,所以应视实验情况逐步提高工作电压,如有必要可用稳压电源上的±10V或±12V 串接。 1.暗电流测试 用遮光罩盖住光电器件模板,选择合适的电路反向工作电压,选择适当的负载电阻。打开仪器电源,调节负载电阻值,微安表显示的电流值即为暗电流,或用4 1/2位万用表200mV 档测得负载电阻R上的压降U暗,则暗电流L暗=U暗/R。一般锗光敏二极管的暗电流要大于 硅光敏二极管暗电流数十倍。可在试件插座上更换其他光敏二极管进行测试做性能比较。 2.光电流测试 缓慢揭开遮光罩, 观察微安表上的电流值的变 图2-1 光敏二极管工作原理图

光敏二极管简介

光敏二极管原理简介(超毅) 光敏二极管又称光电二极管,是一种光电转换器件,也就是说能把接收到的光的变化,转变成电流的变化。目前使用最多的是Si(硅)光电二极管。它有四种类型:PN结型,PIN结型,雪崩型和肖特基结型,主要用于自动控制、如光耦合、光电读出装置、红外线遥控装置、红外防盗、路灯的自动控制、过程控制、编码器、译码器等。以下简介比较常用都是PIN结型光敏二极管,如下图: 光敏二极管引脚的区分通常直接查看光敏二极管的引脚长短即可区分:引脚长的为正极(P极),引脚短的为负极(N极)。对于有色点或管键标识的管子,其靠近标识的一脚为正极,另一脚为负极。 在无光照射时,光敏二极管的伏安特性和普通二极管一样,此时的反向电流叫暗电流,一般在几微安到几百微安之间,其值随反向偏压的增大和环境温度的升高而增大。在检测弱光电信号时,必须考虑用暗电流小的管子。 一般光敏二极管的工作方式为加反向电压或不加电压两种状态。在有光照时,光敏二极管在一定的反偏电压范围内(UR≥5V),其反向电流将随光照强度(10-103Lux范围内)的增加而线性增加,这时的反向电流又叫光电流。因此,对应一定的光照强度,光敏二极管相当于一个恒流源。在有光照而无外加电压时,光敏二极管相当于一个光电池,输出电压P区为正,N区为负,随光照强度的改变,由于光电转换光敏二极管两极的输出电压也随着改变。因此可用数显万用表的区别正负极,方法是将万用表置于Rx1k挡,用物体挡住管子的受光窗口,用红、黑表笔对调测出两次阻值,其阻值较大的一次测量(反向阻值),红表笔所接的引脚为负极,黑表笔所接的引脚为正极。 光敏二极管有一定光谱响应范围,并对某波长的光有最高的响应灵敏度(峰值波长)。光敏二极管对于照射光线的响应程度是不一样的,它某一范围内的光谱有着最强烈的响应,而对另外一些光波则响应不佳,主要表现为反向电流的大小不一。因此,要想获取最大的光电流,应选择光谱响应特性符合待

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