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□ 王建林 姜毓锋 付佳旭 祖雪柏
摘要:本文重点介绍光敏Z-元件、磁敏Z-元件的特性、典型应用电路、设计方法和应用示例,供广大用户利用光、磁敏Z-元件进行应用开发时参考。
关健词:Z-元件、光敏Z-元件、磁敏Z-元件、传感器
一、 前言
光敏Z-元件是Z-半导体敏感元件产品系列中[3]重要品种之一。它具有与温敏Z-元件相似的伏安特性,该元件也具有应用电路极其简单、体积小、输出幅值大、灵敏度高、功耗低、抗干扰能力强等特点。能提供模拟、开关和脉冲频率三种输出信号供用户选择。用它开发出的三端数字传感器,不需要前置放大器、A/D或V/F变换器,就能与计算机直接通讯。该元件的技术参数符合QJ/HN002-1998的有关规定。
磁敏Z-元件是Z-半导体敏感元件产品系列中[3]第三个重要品种。它具有与温敏Z-元件相似的伏安特性,该元件体积小,应用电路极其简单,在磁场的作用下,能输出模拟信号、开关信号和脉冲频率信号,而且输出信号的幅值大、灵敏度高、抗干扰能力强。
光敏、磁敏Z-元件及其三端数字传感器,通过光、磁的作用,可实现对物理参数的测量、控制与报警。
二、 光敏Z-元件及其技术参数

图1 电路符号与伏安特性
1. 光敏Z-元件的结构、电路符号及命名方法
光敏Z-元件是一种经过重掺杂而形成的特种PN结,是一种正、反向伏安特性不对称的两端有源元件。 表1、光敏Z-元件的分档代号与技术参数
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名称 |
符号 |
单位 |
阈值电压分档代号 |
测试条件
T=20°C或25°C |
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10 |
20 |
30 |
31 |
|
阈值电压 |
Vth |
V |
<10 |
10~20 |
20~30 |
>30 |
RL=5kW |
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阈值电流 |
Ith |
mA |
£1 |
£15 |
£2 |
£3 |
RL=5kW |
|
导通电压 |
Vf |
V |
£5 |
£10 |
£15 |
£20 |
RL=5kW |
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反向电流 |
IR |
mA |
£45 |
£45 |
£45 |
£45 |
E=25V |
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允许功耗 |
PM |
mW |
100 |
100 |
100 |
100 |
|
|
转换时间 |
t |
ms |
20 |
20 |
20 |
20 |
|
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阈值灵敏度 |
Sth |
mV/100lx |
-80 |
-120 |
-150 |
-200 |
RL=5kW |
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阈值灵敏度温漂 |
DTth |
%/100lx×°C×FS |
>-4 |
RL=5kW |
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M1区灵敏度 |
SM1 |
mV/100 lx |
200 |
250 |
300 |
350 |
RL=Vth/Ith |
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M1区灵敏度温漂 |
DTM1 |
%/100 lx×°C×FS |
>-3 |
RL=Vth/Ith |
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反向灵敏度 |
SR |
mV/100lx |
>800 |
E=25V |
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反向灵敏度温漂 |
DTR |
%/100 lx×°C×FS |
>-1 |
RL=510kW | |
图1(a)为结构示意图,图1(b)为电路符号。元件引脚有标记的或尺寸较长的为“+”极。
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