传感器原理及应用课程设计报告题目：电视机遥控器检测仪
1.光电三极管工作原理
光电三极管是在光电二极管的基础上发展起来的光电器件，它本身具有放大功能。常见的光电三极管外形如图l所示，文字符号表示为VT或V。
目前的光电三极管是采用硅材料制作而成的。这是由于硅元件较锗元件有小得多的暗电流和较小的温度系数。硅光电三极管是用N型硅单晶做成N—P—N 结构的。管芯基区面积做得较大，发射区面积却做得较小，入射光线主要被基区吸收。与光电二极管一样，入射光在基区中激发出电子与空穴。在基区漂移场的作用下，电子被拉向集电区，而空穴被积聚在靠近发射区的一边。由于空穴的积累而引起发射区势垒的降低，其结果相当于在发射区两端加上一个正向电压，从而引起了倍率为β+1(相当于三极管共发射极电路中的电流增益)的电子注入，这就是硅光电三极管的工作原理。
光电三极管现已发展成为一类特殊的半导体隔离器件。它体积小、寿命长、无触点、抗干扰、能隔离,并具有单向信号传输和容量连接等功能。
美、日两国生产的以红外发光三极管和光敏器件管组成的器件为主,该类器件大约占整个美、日两国生产的全部光电耦合器的60%左右。因为这种类型的器件不仅电流传输效率高（一般为7～30%）,而且响应速度比较快（2～5μs）,因而能够满足大多数应用场合要求。日本横河电机公司用GaAsP红外发光二极管作输入端,PIN光电二极管作接收端制成的三种高速光电耦合器的绝缘电压都在3000伏以上,其中5082—43610型超高速数字光电三极管和5082—4361型高共模抑制型光电三极管的响应速度均可达到10Mb/s,它们的电流传输效率高达60%以上。美国莫托罗拉公司生产的4N25、4N26、4N27型光电耦合器属于三极管输出型光电耦合器[2],这种光电耦合器具有很高的输入、输出绝缘性能,其频率响应可达300kHz,而开关时间只有几微秒。
光电三极管在多种电子设备中的应用非常广泛。随着数字通信技术的迅速发展以及光隔离器和固体继电器等自动控制部件在机械工业中应用的不断扩大,特别是微处理机在各个领域中的应用推广（有时一台微机上的用量可达十几个甚至上百个）和产品性能的逐步提高,光电耦合器的应用市场将日益扩大,同时,其社会交流和经济交流也一定会十分显著。今后,光电三极管将向高速化、高性能,小体积,轻重量的方向发展。
2.光电三极管概念及识别管脚方法
光电三极管也是一种晶体管，它有三个电极。当光照强弱变化时，电极之间的电阻会随之变化。光电三极管是在光电二极管的基础上发展起来的光
电器件，它本身具有放大功能。常见的光电三极管外形如图所示，文字符号表示为VT或V。
光电三极管的管脚识别：
对于金属壳封装的，金属下面有一个凸块，与凸块最近的那只脚为发射极e。如果该管仅有两只脚，那么剩下的那条脚则是光电三极管的集电极c；假若该管有三只脚，那么与e脚最近的则是基极b，离e脚远者则是集电极c。对环氧平头式、微型光电三极管的管脚识别方法是这样的：由于这两种管子的两只脚不一样，所以识别最容易——长脚为发射极e，短脚为集电极C 。
倘若有一只已经使用过的光电三极管，管壳上的字样无法辩认，甚至无法知道它是光电三极管还是光电二极管。这又该怎样辨别呢?
取一块万用表，拨至R×lk档。设待测管为一只光电三极管(例如3Du23)。首先把该管放在暗处，负表笔接集电极c，正表笔接发射极e，表针微微摆动；再把该管放在光线很强的地方，这时会发现接收到的光线愈强，表针指示的阻值越小．一直降到几千欧。这时可再将万用表拨到R×100Ω档，若阻值降到几百欧，则此管为光电三极管，否则就是光电二极管。倘若测试结果与上述不符，则有可能是表笔接错，可将表笔互换一下再测。
这里顺便提一下：光电二极管的正向电阻值，即使在无光照时也会与普通二极管一样是数干欧，而光电三极管在无光照时，不论万用表表笔是以何种方式接管脚，其阻值都是很大的。此外，不得使用万用表的R×lΩ、R×10Ω档测量光电三极管。
常见光电三极管有3DU0～7型、3DU11～51型以及硅光电三极管组合件。在图1中，有的硅光电三极管只有两只脚，这是由于在制作时，基极b没有引出的缘故。硅光电三极管组合件是将10只或15只光电三极管，采用集成电路工艺，利用双列直插式外壳封装而成。在外壳上，每只光电三极管都有一个玻璃窗口。
3.NE555
NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。
a. NE555的特点有：
1.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围
极广，可由几微秒至几小时之久。
2.它的操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑闸配合，也就是它的输出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。
3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。
4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。
b. NE555引脚位配置说明下：
图1-2 NE555接脚图
ne555的结构图
Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。
Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC 。
Pin 3 (输出) -当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少1.7伏的高电位。周期的结束输出回到O伏左右的低电位。于高电位时的最大输出电流大约200 mA 。
Pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。
Pin 5 (控制) -这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。
Pin 6 (重置锁定) - Pin 6重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电压从1/3 VCC电压以下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。
Pin 7 (放电) -这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为ON时为LOW，对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为高阻抗。Pin 8 (V +) -这是555个计时器IC的正电源电压端。供应电压的范围是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。
参数功能特性：
?供应电压4.5-18V
?供应电流3-6 mA
?输出电流225mA (max)
?上升/下降时间100 ns
.NE555的相关应用: NE555的作用范围很广，但一般多应用于单稳态多谐振荡器（Monostable Mutlivibrator）及无稳态多谐振荡器(Astable Multivibrator)。
4.光电三极管制作的电视机遥控器检测仪
该仪器电路图如下图所示，它由NE555时基电路，电阻R，电容C，光电三极管VT以及小灯泡ZD等组成的一个简单的比较器电路。此电路接通电源后，电阻R使NE555的②，⑥脚为高电平，输出脚③脚为低电平，小灯泡ZD不发光。当光敏三极管受光照射后导通使NE555内部电路翻转，③脚输出高电平，小灯泡ZD发光。在电视遥控器检修好后，对着光电三极管按下按键，如果小灯泡快速闪亮，则表明遥控器已修好，如果按某个按键小灯泡不亮，则表明按键接触不好。
5.总结
经过这次传感器课程设计，我加强了自己的动手能力，提高了自己发现问题，处理问题，解决问题的能力，通过理论跟实践的有效结合，我发现了传感器的乐趣所在，激发了我学习课程的热情，虽然中途也出现了问题，但毕竟最后完成了题目的要求，提高了自己的信心。