光電式傳感器（轉載）

光電式傳感器

光電效應與光電器件
光電效應
　　光電效應可以分為以下三種類型。
　　（1）外光電效應
　　在光的作用下，物體內的電子逸出物體表面，向外發射的現象叫外光電效應。
　　只有當光子能量大于逸出功時，即 時，才有電子發射出來，即有光電效應，當光子的能量等于逸出功時，即 時，逸出的電子初速度為0，此時光子的頻率 為該物質產生外光電效應的最低頻率，稱為紅限頻率。
　　利用外光電效應制成的光電器件有真空光電管、充氣光電管和光電倍增管。
　　（2）光電導效應
　　在光的作用下，電子吸收光子能量從鍵合狀態過渡到自由狀態，引起物體電阻率的變化，這種現象稱為光電導效應。由于這里沒有電子自物體向外發射，僅改變物體內部的電阻或電導，有時也稱為內光電效應。與外光電效應一樣，要產生光電導效應，也要受到紅限頻率限制。
　　利用光電導效應可制成半導體光敏電阻。
　　（3）光生伏特效應
　　在光的作用下，能夠使物體內部產生一定方向的電動勢的現象叫光生伏特效應。
　　利用光生伏特效應制成的光電器件有光敏二極管、光敏三極管和光電池等。 　　

各種光電器件都有下述特性：
（1）光電流 光敏元件的兩端加一定偏置電壓后，在某種光源的特定照度下產生或增加的電流稱為光電流。
（2）暗電流 光敏元件在無光照時，兩端加電壓后產生的電流稱為暗電流。
（3）光照特性 當光敏元件加一定電壓時，光電流I與光敏元件上光照度E之間的關系，稱為光照特性。一般可表示為 。
（4）光譜特性 當光敏元件加一定電壓時，如果照射在光敏元件上的是一單色光，當入射光功率不變時，光電流隨入射光波長變化而變化的關系 ，稱為光譜特性。
光譜特性對選擇光電器件和光源有重要意義，當光電器件的光譜特性與光源的光譜分布協調一致時，光電傳感器的性能較好，效率也高。在檢測中，應選擇最大靈敏度在需要測量的光譜范圍內的光敏元件，才有可能獲得最高靈敏度。
（5）伏安特性 在一定照度下，光電流I與光敏元件兩端的電壓U的關系 稱為伏安特性。
（6）頻率特性 在相同的電壓和相同幅值的光強度下，當入射光以不同的正弦交變頻率調制時，光敏元件輸出的光電流I和靈敏度S隨調制頻率f變化的關系： 、 稱為頻率特性。
（7）溫度特性 環境溫度變化后，光敏元件的光學性質也將隨之改變，這種現象稱為溫度特性。