为了便于读者选用好光敏二极管和光敏三极管，现对光敏二极管及光敏三极管，做以下简要介绍。

1．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： 字串2

（1）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，一般作光电检测器。 字串7

2．光敏二极管的简易检测方法 字串4

（1）电阻测量法 字串1

用万用表1k档，测正向电阻约10kΩ左右。在无光照情况下，反向电阻应为■，则管子是好的，反向电阻不是■，说明漏电流大；有光照时，反向电阻应随光照增强而减小，阻值小至几kΩ或1kΩ以下，管子即是好的；若正、反向电阻都是■或零，管子是坏的。 字串4

（2）电压测量法 字串8

用万用表1V档（无1V档可用1．5V或3V档），红表笔接光敏二极管的“十”极，黑表笔接“-”极，在光照情况下，其电压应与光照度成比例，一般可达0．2～0．4V。 字串1

（3）短路电流测量法

用万用表50mA或500mA电流档，红表笔接光敏二极管的“十”极，黑表笔接“-”极，在白炽灯下（不能用日光灯），应随光照的增强，其电流随之增加，则管子是好的。短路电流，可达数十mA～数百mA。

3．光敏三极管

光敏三极管又称光电三极管，它也是光电转换器件，可以等效的看作是由一个光敏二极管和一只半导体三极管结合而成，故具有放大作用。光敏三极管最常用的材料是硅，一般情况下，只引出集电极和发射极，其外形与发光二极管相同，使用时必须严加区分。

光敏三极管的简易测试方法是：

（1）电阻测量法

用万用表1k档，红表笔接光敏三极管的发射极，黑表笔接集电极。无光照时，指针微动并接近■；有光照时，应随光照的增强，其电阻变小，可达1kΩ以下。

若黑表笔接光敏三极管的发射极，红表笔接集电极，无光照时，电阻为■；有光照时，电阻为■或指针微动。

（2）电流测量法 字串7

将电流表串在电路中，用50mA及0．5mA电流档，电路工作电压为10V，无光照时，电流应小于0．3mA；有光照时，应随光照的增强电流增大，在零点几mA-几mA间变化。

光敏二极管的光电流小，输出特性线性度好，响应时间快；光敏三极管的光电流大，输出特性线性度较差，响应时间慢。一般要求灵敏度高，工作频率低的开关电路，选用光敏三极管，而要求光电流与照度成线性关系或要求在高频率下工作时，应采用光敏二极管。

一般光敏三极管的负载电阻，是光敏二极管负载电阻的1／10。无论光敏二极管或光敏三极管，它们不仅对红外线敏感，对较强的日光和灯光也有作用，当光照过强时会使放大电路输出饱和而失控，应加红色有机玻璃滤光，以减少环境光所造成的影响。

（二）光敏二极管、光敏三极管

1．光敏二极管的结构及工作原理：

光照在PN结。

分析光敏二极管的基本电路结论：

在电路中处于反向偏置状态。

当光照射在光敏二极管的PN结（又称耗尽层）上时，在PN结附近产生的电子-空穴对数量也随之增加，光电流也相应增大，光电流与照度成正比。

光敏二极管在应用电路中为什么必须反向偏置？（否则流过它的电流就与普通二极管的正向电流一样，不受入射光的控制）

图10-6 光敏二极管的反向偏置接法

2．光敏三极管结构及工作原理

解释与光敏二极管的区别，与普通三极管的区别。

光敏三极管有两个PN结，但只有正负（C、E）两个引脚，

其外形与光敏二极管相似，从外观上很难区别。

光线通过透明窗口落在基区及集电结上。

光敏三极管比二极管的灵敏度高β倍。

图10-8 光敏三极管图形符号

a）光敏三极管图形符号   b）光敏达林顿三极管图形符号

分析光敏三极管的频率特性为什么比二极管差、暗电流大。

光敏晶闸管的导通电流比光敏三极管大得多，工作电压有可高达数百伏，输出功率大。主要用途：

用于光控开关电路及光耦中。

（三）光敏晶体管的基本特性

（1）光谱特性

看图，结论：不同材料的光敏晶体管对不同波长的入射，其相对灵敏度K_r不同。

图10-9 光敏晶体管的光谱特性

1－常规工艺硅光敏晶体管的光谱特性 2－滤光玻璃引起的光谱特性紫偏移

3－滤光玻璃引起的光谱特性红偏移

颜色传感器：能输出红、绿、蓝三色信号。计算机根据三色信号的比例，可以判断被测物的颜色。

（2）伏安特性（简介）

（3）光电特性 结论：光电流I_Φ与光照度成线性关系。

研究：光电特性曲线斜率与灵敏度的关系。

图10-11 某系列光敏晶体管的光电特性

1－光敏二极管光电特性 2－光敏三极管光电特性

提问：曲线1、2哪一个为光敏二极管？为什么？

求：光照度为30lx时，光敏二极管的光电流为多少μA？

（4）温度特性 温度对暗电流的影响；光敏三极管的温漂与光敏二极管比较；

在高准确度测量中选用硅光敏二极管的必要性如何提高检测灵敏度：

采用低温漂、高准确度的运算放大器。

（5）响应时间 工业级硅光敏二极管的响应时间：10^_7～10^_5s左右，光敏三极管的响应时间与光敏二极管比较。

光敏二极管频率特性：当光脉冲的重复频率提高时，由于光敏二极管的PN结电容需要一定的充放电时间，所以它的输出电流的变化无法立即跟上光脉冲的变化，输出波形产生失真。

截止频率、t_r上升时间，t_f下降时间：当光敏二极管的输出电流或电压脉冲幅度减小到低频时的1/ 时，失真十分严重，该光脉冲的调制频率就是光敏二极管的{zg}工作频率f_H，又称截止频率。

光敏三极管的t_r上升时间，t_f下降时间与光敏二极管的比较。

图10-12 某型号光敏二极管频率特性

a）输入调制光脉冲 b）光敏二极管脉冲响应

提问：当某光敏二极管的t_r＝t_f＝1μs时，截止频率不可能大于多少kHz？