光电二极管-光电三极管-光耦识别与检测方法图解

[1]光电器件是指能将光信号转换为电信号的电子元器件，包括光电二极管、光电三极管、光电耦合器等。光电二极管有一个PN结，光电三极管有两个PN结，图1所示为金属壳封装、透明塑封、树脂封装光电二、三极管外形。 [2]光电二极管的代号为“VD”、图形符号见图2。靠近管键或色点长脚是正极，短脚是负极。 [3]光电二极管的最高工作电压URM是指在无光照、反向电流不超过规定值（常为0.1μA）的前提下允许加的最高反向电压，光电流IL是指在受到光照时加有反向电压时所流过的电流，如图3所示。光电灵敏度Sn是指光电二极管的光电流IL与入射光功率之比，Sn越高越好。 [4]光电二极管通常工作在反向电压状态，如图4所示。无光照时，VD截止，反向电流I=0，负载电阻RL上的电压UO=0。有光照时，VD的反向电流I明显增大并随光照强度的变化而变化，这时UO也随光照强度的变化而变化，从而实现了光电转换。 [5]光电三极管的代号为“VT”、图符如图5所示，有NPN、PNP型光电三极管两类。其基极即为光窗口，因此它只有发射极e和集电极c两个管脚，靠近管键或色点的是发射极e（长脚），另一脚是集电极c（短脚）；少数光电三极管基极b有引脚，用作温度补偿。 [6]光电三极管可以等效为光电二极管和普通三极管的组合元件，如图6所示。光电三极管基极与集电极间的PN结相当于一个光电二极管，在光照下产生的光电流IL又从基极进入三极管放大，因此光电三极管输出的光电流可达光电二极管的β倍。光电二极管和光电三极管各有特点，要求线性好、工作频率高的场合应选用光电二极管；要求灵敏度高时，应选用光电三极管。 [7]光电二极管和光电三极管可用万用表检测：万用表置“R×1k”挡，红表笔（表内电池负极）接光电二极管正极或光电三极管发射极e（NPN型，下同），黑表笔接光电二极管负极或光电三极管集电极c。用一遮光物遮住透明窗口，如图7所示，这时表针应指无穷大。 [8]移去遮光物，使透明窗口朝向光源（自然光、白炽灯或手电筒等），这时表针应转至几kΩ处，如图8所示。表针偏转越大灵敏度越高。 [9]图9为光控开关电路。无光照时，光电二极管VD1截止。有光照时，VD1导通，VT1、VT2导通，继电器K吸合接通被控电路。 [10]图10为光信号放大电路，光信号由VD接收，经VT放大后经C输出。 [11]红外光到可见光的转换，如图11所示。红外光VD1接收，VT1、VT2放大并驱动发光二极管VD2发出可见光。 [12]图12所示VT1为光控开关电路，它比使用光电二极管的同类电路简化了许多。 [13]光电耦合器是以光为媒介传输电信号的器件，还可实现输入输出间的电隔离。常见的封装形式见图13。 [14]光电耦合器种类较多，如图14所示。有：光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻型、光控晶闸管型、达林顿型、集成电路型等。 [15]光电耦合器的主要参数有正向电压UF和输出电流IL等。如图15所示，UF是指光电耦合器输入端发光二极管正向导通所需要的最小电压（即管压降）；IL是指光电耦合器输入端接入规定正向电压时，输出端光电器件通过的电流。 [16]光电耦合器的封装形式，仅双列直插式就有4、6、8脚等，如图16所示。 [17]检测光电耦合器输入部分：万用表置“R×1k”挡，分别测量输入部分发光二极管的正、反向电阻，正向电阻数百Ω（图17），反向电阻几十kΩ。由于其中的发光二极管的正向管压降较普通发光二极管低，在1.3V以下，所以可以用万用表“R×1k”挡直接测量。 [18]检测光耦的传输性能：如图18所示，万用表置“R×100”挡输入端接入（+3V）时VT应导通，万用表指示阻值很小。断开（+3V）时，VT应截止，阻值为无穷大。 [19]光电耦合器的作用是隔离传输。如图19所示，当输入端加上电压GB1时，I1使发光二极管发光；光电三极管受光照后就产生光电流I2，从而实现了电信号的传输。由于这个传输过程是通过“电→光→电”完成的，GB1与GB2之间并没有电的联系，所以实现了输入、输出之间的电隔离。 [20]光电耦合器还可以用作隔离控制。图20所示为交流电钻控制电路。当按下SB时，光电耦合器产生输出电流，VS导通，电钻M转动。由于光电耦合器的隔离作用，只需控制3V低压直流电即可间接控制交流220V电源。