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如何测试光电三极管?

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简介:
本教程详细介绍如何通过简单的实验步骤来测试光电三极管的各项参数和性能,帮助电子爱好者掌握其工作原理及应用。 光电三极管是一种晶体管,具有三个电极。当光照强度发生变化时,这些电极之间的电阻也会随之改变。这种器件是在光电二极管的基础上发展而来的,并且自身具备放大功能。常见的光电三极管外观如图所示,其文字符号通常为VT或V。 目前使用的光电三极管主要采用硅材料制造而成,这是因为与锗元件相比,硅元件的暗电流较小并且温度系数较低。硅光电三极管是通过在N型硅单晶上形成一个N-P-N结构来制作的。其中基区面积较大而发射区面积较小,使得大部分入射光线被基区吸收。 和光电二极管一样,在光照射下,基区内会产生电子与空穴对。由于存在漂移场的作用,这些产生的电子会被拉向集电区方向,同时空穴则会在靠近发射区的一侧积累起来。这种累积效应导致了发射区势垒的降低,并且类似地在该区域两端施加了一个正向电压的效果,从而产生了倍率为β+1(与共射极三极管电路中的电流增益相同)的电子注入现象。 光电三极管测试方法包括: - 电阻测量法:使用指针式万用表并选择1kΩ档位。当黑笔连接到c端、红笔连接到e端时,无光照条件下仪表指示接近无穷大(∞),随着光线增强其阻值会逐渐减小至几千欧姆甚至更少;反之若将黑笔改接在e端而红表笔保持与c极相连,则无论有光还是没有光照射下指针均应指向无穷大或微动,这说明该器件正常工作。

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    本教程详细介绍如何通过简单的实验步骤来测试光电三极管的各项参数和性能,帮助电子爱好者掌握其工作原理及应用。 光电三极管是一种晶体管,具有三个电极。当光照强度发生变化时,这些电极之间的电阻也会随之改变。这种器件是在光电二极管的基础上发展而来的,并且自身具备放大功能。常见的光电三极管外观如图所示,其文字符号通常为VT或V。 目前使用的光电三极管主要采用硅材料制造而成,这是因为与锗元件相比,硅元件的暗电流较小并且温度系数较低。硅光电三极管是通过在N型硅单晶上形成一个N-P-N结构来制作的。其中基区面积较大而发射区面积较小,使得大部分入射光线被基区吸收。 和光电二极管一样,在光照射下,基区内会产生电子与空穴对。由于存在漂移场的作用,这些产生的电子会被拉向集电区方向,同时空穴则会在靠近发射区的一侧积累起来。这种累积效应导致了发射区势垒的降低,并且类似地在该区域两端施加了一个正向电压的效果,从而产生了倍率为β+1(与共射极三极管电路中的电流增益相同)的电子注入现象。 光电三极管测试方法包括: - 电阻测量法:使用指针式万用表并选择1kΩ档位。当黑笔连接到c端、红笔连接到e端时,无光照条件下仪表指示接近无穷大(∞),随着光线增强其阻值会逐渐减小至几千欧姆甚至更少;反之若将黑笔改接在e端而红表笔保持与c极相连,则无论有光还是没有光照射下指针均应指向无穷大或微动,这说明该器件正常工作。
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    本文探讨了在设计开关电源电路过程中,识别并挑选合适三极管与MOS管的关键考量因素及差异,旨在帮助工程师优化电路性能。 在开关电源电路设计过程中,三极管与MOS管是两种常用的半导体器件,在不同的应用场景下各有优势。正确选择合适的元件对于优化电路性能及效率至关重要。 首先,我们来了解三极管的工作机制。它是一种由三个区域构成的电流放大器——集电极(C)、基极(B)和发射极(E),主要分为NPN型与PNP型两种类型。其工作原理基于对通过基极流至集电极电流的比例控制,即微小的变化可以引发较大的响应变化量,这一比例关系由三极管的放大系数β决定,通常大于1。因此,它是一种典型的电流控制器件,在信号电压较低且需要较大电流的应用中表现优异。 接下来是MOS管(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)的工作原理及特性介绍。该类型同样有N沟道和P沟道的区别,并分为耗尽型与增强型两类。其工作基于电场对器件表面导电通道的调控,源极(S)与漏极(D)在特定条件下可以互换角色,而栅极电压则决定了MOS管是否开启或关闭。当栅压超过阈值时,在半导体表面形成N型沟道使源极和漏极之间产生通路。因此,它是一种典型的电压控制器件,适用于高频高速电路、大电流场合及对基极或漏极敏感的应用。 在实际选择应用中,需要根据具体需求综合考虑以下几方面: 1. 信号特性:如果输入端提供的电流较小而要求较高的电压,则选用场效应管(MOS管)更为适宜;反之,在低电压高电流条件下则更适合采用三极管。 2. 导电机制差异:BJT是双极型器件,依赖于多数与少数载流子的共同作用;相比之下,MOS管为单极性器件,仅利用一种类型的载流子导电。 3. 操作灵活性及对称性:MOS管由于其源漏互换特性和栅压正负均可调节的特点,在使用上更为灵活多变;而三极管则有一定的操作限制。 4. 工作条件适应性:MOS器件能在低电流和电压环境下有效工作,并且易于集成,广泛应用于大规模集成电路中;相比之下,BJT的输入特性较差(高电流、低阻抗),但具有一定的成本优势。 5. 能耗及经济考量:通常来说,MOS管的成本高于三极管,但由于其较低的工作功耗和较大的输入电阻几乎不消耗电流而更具吸引力。相反,虽然三极管的价格更低且易于获取,但是它在能耗方面不如MOS管高效。 6. 性能指标对比:从性能角度来看,MOS器件拥有更高的阻抗、更小的噪声以及更好的线性度;相比之下,BJT可能会产生较大的噪音并表现出较差的线性特性。 总结而言,在现代电子设计中,FET逐渐取代了传统的BJT成为主要的选择趋势。然而,每种元件都有其特定的应用场景和局限性,设计师应基于具体应用需求及电路性能、成本等多方面因素来做出科学合理的器件选择。
  • 的应用路实例
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    本篇文章详细介绍了光电三极管的工作原理及其在实际电路中的应用实例,帮助读者理解其功能并掌握具体的使用方法。 光电三极管的种类可以根据外观分为罐封闭型与树脂封入型,并且这两种类型又可以进一步细分为附有透镜的形式及仅带有窗口的形式。从半导体材料的角度来看,主要使用硅(Si)和锗(Ge),其中大部分采用的是硅材质。在晶体结构方面,则包括普通晶体管形式与达林顿晶体管形式。 按照用途来分类的话,光电三极管可以分为用于切换动作的光敏三极管以及需要线性特性的光敏三极管。然而,在实际应用中,大多数情况下使用的是适用于开关操作的组件;当需要高线性度时,则通常会选用光二极管。 在选择合适的光电三极管时,必须依据具体参数需求来决定型号的选择。例如,如果要追求较高的灵敏度,则可以选择达林顿型光电三极管;而若希望获得快速响应时间并降低温度敏感性的设备的话,就应当考虑使用光敏二极管而非光敏三极管。 在探测微弱光线时(比如10^-3勒克斯级别的亮度),则需要选择具有低暗电流特性的器件,并且可以采用带有基区引线的光电三极管。通过适当调整偏置电压,可以使光电流放大倍数得到优化,从而提高整个系统的性能表现。 从工作原理来看,光电三极管的基本构造类似于普通晶体管结构,由两个PN结组成(如图所示为NPN型)。其中b-c结作为光接收部分,在基区受到光照后会产生电子-空穴对。由于基区面积较大而发射区较小的特点,因此产生的自由载流子会在电场的作用下向集电极方向漂移和扩散,从而形成光电流效应。