1、光電量測,光傳導效應元件光放射效應元件光伏打效應元件光電開關,緒論,光子(Photon)具有動能,由頻率所決定光的顏色由頻率或波長決定光的照度光的強度,光傳導效應元件,半導體材料之價電帶能帶隙傳導帶光傳導效應:光子入射到半導體中,將電子由價電帶激勵到傳導帶中,使半導體導電率增加Ex:光敏電阻,光二極體,光電晶體,光敏電阻photoresister,光敏電阻由半導體材料所製成的電阻器,隨照射於其上之光線而變化硫化隔CdS,硒化隔CdSe,鍺Ge,矽Si圖8.3:構造圖,光敏電阻photoresister,應用於量測光線,位置等物理量,光二極體(開關),半導體p-n接面上產生一空乏區,當空乏區接收
2、入射光子,產生電子電洞對,也就是空乏區因為光子能量而產生電子電洞分離圖8.5迴路中有電流產生光電開關,讀卡機,照相機,煙霧感知器,電視遙控器利用運算放大器轉換成電壓輸出,光電晶體(放大),光電晶體相較於光二極體有比較高的增益,光電晶體有一個非常大的基極與集極接面用來接收入射光子圖8.7光電晶體等效電路,光電晶體(放大),應用於將發光二極體與光電晶體至於同一封裝內作為光耦合器,光線轉換訊號可將雜訊排除應用於將發光二極體與光電晶體配對使用,感知是否有物體通過偵測範圍,稱為光遮斷器,紅外線二極體,紅外線二極體與一般發光二極體LED不同在於半導體材質不同,發射出的光譜不同發光二極體LED:紅,黃,綠色
3、可見光紅外線二極體:不可見光紅外線接收與發射,進行讀孔檢知,遮斷檢知,光放射效應元件,光放射效應:當某些材料受到光照射極撞擊後,其表面會放射光子之現象photoemissive真空光二極體:將陽極與陰極放在停一真空管內,光陰極為光發射面,陽極加上正電壓,輸出很小需要放大光倍增管:原理類似真空光二極體,為一連串二次電極加速電子,電子被激發更多 Ai=nN,光伏打效應元件,光伏打效應:某種材料受光照射後,會產生正比於光線強度之DC電壓太陽電池一般為半導體材料,入射光線撞擊材料,形成偏壓電壓,而與順向電流成正比,光電開關,利用光電元件感測外界物體存在與否,非接觸開關投光部:可見光(LED,白織燈泡,
4、便宜),不可見光(雷射光,可調變,用於防盜與保全)接收部:光電元件(光二極體,光電晶體,光敏電阻)訊號檢測方式:遮斷型,反射型,鏡反射型,遮斷型光電開關,投光部與接收部是分開處在不同位置正常時候投光光線可以直接入射接收部,接收部得到訊號,當被測物進入偵測範圍,會遮住入射光,則無訊號產生,感知物體進入範圍圖8.13,8.14用於安全或保全監視之用,門禁管制或機台操作時的安全機制動作確實失誤率低,但必須安裝在兩個不同地方,反射型光電開關,投光部與接收部在同一封裝內,圖8.15正常狀態無光線反射進入接收部,所以無訊號產生,物體進入範圍後則有訊號產生自動門,廁所小便斗安裝方便,失誤率比遮斷型高,鏡反射型光電開關,綜合遮斷型與反射型圖8.16正常時光線經由鏡子反射回接收部,得到訊號物體進入範圍時反射到不同位置無法接收到反射光線,無訊號以此偵測物體構照與反射型類似在同一封裝用於停車場偵測,鏡子安裝在地面以下光纖型光電開關,
