光电器件基础与应用PDF电子书下载

第1章 可见光发光二极管 1

1.1可见光发光二极管的工作原理 2

1.2可见光发光二极管使用的半导体材料及结构 3

1.3可见光发光二极管的特性 5

1.3.1绝对最大额定值 5

1.3.2电流-电压特性 6

1.3.3环境温度与容许工作电流 6

1.3.4发光强度-正向电流特性 7

1.3.5发光强度-环境温度特性 8

1.3.6发光谱 8

1.3.7方向性 9

1.3.8响应特性 9

1.4可见光发光二极管的基本使用方法 9

1.4.1如何使可见光发光二极管发光 9

1.4.2基本驱动电路 10

1.4.3调光方法 10

1.5可见光发光二极管的应用例 12

1.5.1LED在便携式电话中的应用 12

1.5.2在娱乐设备上的应用 16

1.5.3在车载设备中的应用 17

1.5.4在交通信号机中的应用 17

1.5.5LED用作自动识别装置的光源 18

1.5.6在照明设备方面的应用 18

1.5.7在复印机／打印机上的应用 20

1.5.8在投影机光源中的应用 22

1.5.9数字显示 23

1.5.10点矩阵 24

1.5.11LED显示板 27

第2章 红外发光二极管 29

2.1红外发光二极管的工作原理与结构 29

2.2红外发光二极管的特性 30

2.2.1电流-电压特性 30

2.2.2功耗 31

2.2.3辐射束-电流特性 31

2.2.4电流的最大额定值与脉冲驱动 32

2.2.5发光谱 32

2.2.6方向性 33

2.3红外发光二极管的基本使用方法 34

2.3.1驱动点 34

2.3.2基本驱动电路 34

2.4红外发光二极管的应用例 35

2.4.1串联、并联驱动多个发光二极管 35

2.4.2使用晶体管的恒流驱动电路 36

2.4.3由逻辑IC驱动 38

2.4.4正弦波调制电路 39

2.4.5脉冲调制电路 41

2.4.6与光敏三极管组合的应用例 45

第3章 半导体激光器 47

3.1半导体激光器的工作原理 47

3.1.1自发辐射与受激辐射 47

3.1.2直接跃迁与间接跃迁 48

3.1.3产生激光的基本条件 49

3.2半导体激光器的结构 50

3.2.1分布反转 50

3.2.2双异质结构激光器 51

3.2.3双异质结构激光器的实用化 52

3.2.4量子阱半导体激光器 52

3.2.5F-P腔半导体激光器的基本结构 53

3.3半导体激光器的特性 55

3.3.1正向电压-正向电流特性 55

3.3.2正向电流-光功率特性 55

3.3.3振荡波长 56

3.3.4辐射特性 56

3.3.5散光 56

3.3.6噪声特性 56

3.3.7COD 57

3.3.8光功率的时间特性 58

3.4半导体激光器的基本使用方法 58

3.5单体激光器与全息照相激光器 59

3.6全息照相激光器的工作原理 63

3.7半导体激光器光功率的测定方法 65

3.7.1利用光敏二极管的简易测定方法 65

3.7.2脉冲驱动场合测定光功率的方法 65

3.8半导体激光器的使用方法 66

3.8.1电学方面的注意事项 66

3.8.2光学方面的注意事项 68

3.8.3作业中的注意事项 69

3.9半导体激光器的应用例 69

3.9.1APC驱动电路 70

3.9.2在光盘读写中的应用 72

3.9.3在激光打印机上的应用例 76

3.9.4其他应用例 77

第4章 受光器件 79

4.1受光器件的工作原理 79

4.1.1光敏二极管 79

4.1.2光敏三极管 82

4.1.3OPIC 83

4.2受光器件的结构 84

4.2.1光敏二极管 84

4.2.2光敏三极管 85

4.2.3OPIC 85

4.3受光器件的特性 87

4.3.1分光灵敏度特性与方向性 87

4.3.2光敏二极管的电学特性 92

4.3.3光敏三极管 93

4.3.4OPIC 95

4.4受光器件的基本使用方法 97

4.4.1光敏二极管 97

4.4.2光敏三极管 98

4.4.3OPIC 99

4.5受光器件的应用例 100

4.5.1光敏二极管 100

4.5.2光敏三极管 104

4.5.3OPIC 106

第5章 红外传感器 117

5.1热释电型红外传感器 117

5.1.1热释电型红外传感器的工作原理 118

5.1.2热释电型红外传感器的结构特点 120

5.1.3热释电型红外传感电路的特点 122

5.2热电堆红外传感器 124

5.2.1热电堆的原理 124

5.2.2热电堆非接触式温度计电路 125

5.2.34次方根运算电路的制作方法 127

第6章 光敏器件的应用 131

6.1基本应用电路 131

6.1.1光敏二极管的基本应用是照度测量 131

6.1.2分光灵敏度与比视觉灵敏度 131

6.1.3简单的照度计电路及使用器件 132

6.1.4用光敏传感器制作便携式照度计 135

6.2转换电路与保护电路 137

6.2.1使用电阻器的电流-电压变换电路 137

6.2.2使用运算放大器的电流-电压变换电路 139

6.2.3电流-电压变换电路的保护电路 141

6.2.4低噪声的电荷-电压变换电路 143

6.3偏置电压电路 145

6.3.1偏置电压电路的制作方法 145

6.3.2偏置电压的稳压电路 145

6.4微弱信号的电路技巧 148

6.4.1利用屏蔽技术或者特氟隆绝缘端子 148

6.4.2使用低噪声电缆 148

6.5跨阻抗电路 150

6.5.1信噪比与高频响应 150

6.5.2跨阻抗电路 151

6.5.3跨阻抗电路专用集成电路 153

6.5.4跨阻抗电路的噪声 154

第7章 应用光电器件的光传感器单元 159

7.1测距传感器 159

7.1.1测距传感器的工作原理 159

7.1.2内部电路构成 160

7.1.3测距传感器的形状与特性 161

7.1.4测距传感器的基本使用方法 162

7.1.5测距传感器使用上的注意事项 162

7.1.6应用测距传感器的宽角度传感器 164

7.2微尘传感器 166

7.2.1微尘传感器的工作及识别原理 166

7.2.2微尘传感器的形状与特性 168

7.2.3微尘传感器的基本使用方法 169

7.2.4使用微尘传感器时的注意事项 169

7.3色粉浓度传感器 171

7.3.1色粉浓度传感器的工作原理 171

7.3.2色粉浓度传感器的形状和特性 173

7.3.3色粉浓度传感器的基本使用方法 173

7.3.4使用色粉浓度传感器时的注意事项 175

第8章 光断续器 177

8.1光断续器的工作原理 177

8.2光断续器的结构与特性 178

8.2.1光断续器的结构 178

8.2.2光断续器的特性 180

8.3光断续器的基本使用方法 183

8.3.1使用光断续器时的注意事项 183

8.3.2使用透射型光断续器的电路例 185

8.3.3使用反射型光断续器的电路例 192

8.4光断续器的应用 194

8.4.1应用电路 194

8.4.2OPIC 202

第9章 光耦合器 215

9.1光耦合器的工作原理 215

9.2光耦合器的结构与特性 216

9.2.1光耦合器的结构 216

9.2.2光耦合器的特性 218

9.3光耦合器的基本使用方法 220

9.4光耦合器的应用例 221

9.4.1光耦合器的种类 221

9.4.2光耦合器的应用电路例 225

9.4.3作为高速光耦合器使用的发射极接地型的电路结构 227

9.4.4与CMOS的接口 227

9.4.5电压监视电路 228

9.4.6带有监视器的蓄电池充电电路 228

9.4.7电话机来电检测电路与回线连接电路 229

9.4.8AC电源线监视电路 229

9.4.9开关调节器中的电压检测电路 230

9.4.10变频器电路 230

9.4.11在SSR中的应用 231

9.4.12在附有零交叉功能的SSR中的应用 235

第10章 固态继电器 237

10.1SSR的工作原理 237

10.1.1零交叉型和非零交叉型SSR的不同之处 238

10.1.2SSR的转向关断 239

10.1.3相位控制 239

10.2SSR的结构与特性 240

10.2.1SSR的结构 240

10.2.2SSR的特性 240

10.3SSR的基本使用方法 244

10.3.1输入电路 244

10.3.2选定限流电阻R1（例） 245

10.3.3输出电路 245

10.3.4缓冲电路 246

10.3.5发热的问题 247

10.3.6开路时的漏电流 248

10.3.7噪声误动作的问题 248

10.3.8涌入电流 248

10.3.9过电流 248

10.3.10转换特性 248

10.3.11di／dt 249

10.3.12闭锁电流 249

10.4固态继电器的应用例 249

10.4.1开关驱动SSR的例子 249

10.4.2晶体管、IC驱动的例子 250

10.4.3交流驱动例（电桥整流型） 253

10.4.4白炽灯泡的ON／OFF控制电路 253

10.4.5燃气点火装置 253

10.4.6基于计时器的SSR控制 254

10.4.7双向马达的正／逆转电路 254

10.4.8保持输入型开关与SSR 255

10.4.9空调的风叶控制 256

10.4.10洗衣机的电磁阀控制 256

10.4.11冰箱的温度调节用加热器控制 257

第11章 IR通信用器件 259

11.1IrDA的工作原理 260

11.1.1发信端 260

11.1.2接收端 260

11.1.3IrDA器件内部电路的工作 260

11.2IrDA的结构及基本使用方法 262

11.2.1IrDA的结构 262

11.2.2IrDA的基本使用方法 262

11.3IrDA数据用光空间传送器件的应用例 266

11.3.1IrDA数据的应用电路例 266

11.3.2IrDA1.2小功率器件 267

11.3.3IrDA控制器用光空间传送器件 269

第12章 遥控器受光单元 279

12.1遥控受光单元的工作原理 279

12.1.1发信信号 279

12.1.2内部电路的工作 280

12.2遥控受光单元的结构与特性 282

12.2.1遥控受光单元的结构 282

12.2.2遥控受光单元的特性 283

12.3遥控受光单元基本的使用方法 293

12.4遥控受光单元的应用例 294

第13章 光纤环 297

13.1光纤环的工作原理 297

13.2光纤环用连接器的结构 298

13.3光纤环的基本使用方法与应用例 310

13.3.1光纤环的基本使用方法 310

13.3.2光纤环在车载网络中的应用 310

13.4MOST环的应用例 314