本節(jié)要求：

1）掌握光波長(zhǎng)與光子能量的關(guān)系、外光電效應(yīng)及其兩個(gè)基本概念。 

2）掌握內(nèi)光電效應(yīng)、光導(dǎo)效應(yīng)原理，了解光敏電阻的結(jié)構(gòu)；掌握光敏電阻的工作原理、靈敏度與暗亮電阻的關(guān)系和光電特性的特點(diǎn)。

3）掌握光敏二極管和晶體管的結(jié)構(gòu)、工作原理及光電特性。

4）掌握硒、硅光電池的結(jié)構(gòu)、工作原理、光電特性。

5）掌握CCD圖像傳感器（一維）的工作原理與應(yīng)用。

一、光電效應(yīng)

1. 內(nèi)光電效應(yīng)：光敏電阻、光敏二極管（晶體管）

2. 外光電效應(yīng)：光電管、光電倍增管、CCD
3. 光生伏特效應(yīng)：光電池

二、光敏電阻

三、光敏二極管、光敏晶體管

四、光電池

光電池的工作原理是基于“光生伏特效應(yīng)”

材料：硅（響應(yīng)寬）、硒

等效模型：電流源

五、CCD
 

CCD是一種CMOS器件。

當(dāng)光信號(hào)照射到CCD硅片表面時(shí), 外光電效應(yīng)產(chǎn)生電子，被收集在勢(shì)阱中, 形成信號(hào)電荷, 并存儲(chǔ)起來(lái)。

 
勢(shì)阱是一種MOS電容器。

CCD的最基本結(jié)構(gòu)是一系列彼此非?？拷腗OS電容器, 這些電容器用同一半導(dǎo)體襯底制成, 襯底上面履蓋一層氧化層, 并在其上制作許多金屬電極, 各電極按三相配線方式連接, 圖8 - 19為三相CCD時(shí)鐘電壓與電荷轉(zhuǎn)移的關(guān)系。當(dāng)電壓從φ1相移到φ2相時(shí), φ1相電極下勢(shì)阱消失, φ2相電極下形成勢(shì)阱。這樣儲(chǔ)存于φ1相電極下勢(shì)阱中的電荷移到鄰近的φ2相電極下勢(shì)阱中, 實(shí)現(xiàn)電荷的耦合與轉(zhuǎn)移。 

 
一個(gè)CMOS結(jié)構(gòu)稱為一個(gè)象素，一個(gè)陣列CMOS結(jié)構(gòu)可感應(yīng)出陣列的明暗圖象，如果光敏材料分別是敏感三原色的（一個(gè)CMOS結(jié)構(gòu)變?yōu)槿齻€(gè)獨(dú)立的CMOS結(jié)構(gòu)），則可感應(yīng)出彩色圖象。   

六、應(yīng)用

光耦：大量用于工業(yè)控制系統(tǒng)的I/O量隔離

光電開(kāi)關(guān)：位置檢測(cè)