光电器件的检测与区分 聚焦光耦、光电二极管与光电三极管

光电器件是电子系统中的关键组件，广泛应用于隔离、检测、通信和控制等领域。其中，光电耦合器（光耦）、光电二极管和光电三极管是三种常见且功能有所重叠的器件，掌握其检测方法与区分技巧对电路设计、维修和故障排查至关重要。

一、核心器件概述与检测共性

在进行具体检测前，需了解其基本原理：三者均基于光电效应，将光信号转换为电信号。检测的通用工具是数字万用表，尤其是其二极管档和电阻档。核心检测思路是：利用万用表作为光源或探测器，验证器件的光电转换功能是否正常。

二、具体器件的检测与判断方法

1. 光电二极管

光电二极管工作在反向偏置状态，主要用于高速、高灵敏度的光检测。

• 检测方法：
• 电阻法：将万用表置于R×1k档。红表笔接阴极（通常为短脚或带标记端），黑表笔接阳极。此时测得的反向电阻应极大（接近无穷大）。然后用光源（如手电筒、LED）照射光电二极管的受光窗口，可观察到万用表指针向右大幅摆动（电阻值急剧减小）。停止照射，电阻应恢复原值。此变化越灵敏，说明器件性能越好。

• 电压法：使用万用表直流电压档，在光电二极管两端施加反向工作电压（通过限流电阻），测量其两端电压。无光照时电压高；有光照时电压显著下降。

• 判断：光照前后电阻或电压有显著、可逆的变化即为正常；无变化或变化微弱则可能损坏。

2. 光电三极管

光电三极管相当于在光电二极管基础上增加了电流放大功能，灵敏度更高，但响应速度通常较慢。

• 检测方法：
• 电阻法（常用）：万用表置于R×1k档。对于两引脚器件，假设C极和E极。用黑表笔接C极（集电极），红表笔接E极（发射极），此时阻值应很大（数百kΩ以上）。用光源照射其窗口，电阻值应迅速减小至几kΩ至几十kΩ。光线越强，阻值越小。

• 区分C/E极：若无法辨认引脚，可对比测量。光照下阻值小的一次，黑表笔所接为C极，红表笔为E极。

• 判断：光照能控制CE极间电阻大幅变化即为正常；若阻值始终极大（开路）或极小（短路），则损坏。

3. 光电耦合器（光耦）

光耦将发光器件（通常为红外LED）和光敏器件（如光电三极管、光电二极管等）封装在一起，实现电-光-电的转换和电气隔离。检测需对输入、输出两侧分别测试。

• 检测方法：
• 输入侧（发光二极管）检测：与普通LED检测相同。用万用表二极管档，正向测量应有0.8V-1.3V的压降，反向不通。

• 输出侧（光敏管）检测：以常见的光电三极管输出型为例。在输入端悬空（不施加电流）的情况下，用万用表R×1k档测输出端CE极间电阻，应接近无穷大。

• 整体功能检测（关键步骤）：

1. 给输入侧LED加上一个约5-10mA的工作电流（可用万用表电阻档的电池电压或外接电源串联限流电阻实现）。

1. 在加电的瞬间，同时测量输出侧CE极间电阻。应能观察到电阻值从无穷大急剧下降至一个较小值（如几十Ω到几kΩ，取决于具体型号和驱动电流）。

1. 断开输入侧电流，输出电阻应恢复至高阻态。

• 判断：输入侧LED正常，且输出侧电阻能随输入电流的通/断发生显著、同步的变化，则光耦基本正常。也可用两个万用表同时监测输入正向压降和输出电阻变化。

三、关键区分要点与实践技巧

1. 结构区分：光电二极管和光电三极管通常是单端受光器件；而光耦至少有4个引脚，内部包含隔离的输入和输出两部分，结构上最易识别。

1. 响应特性区分：

• 光电二极管：光照下，主要表现为反向电阻/电压的线性、快速变化。不加偏压时，它本身也可作为小型光电池产生微弱的电压。

• 光电三极管：光照下，主要表现为CE极间电阻的非线性、大幅度变化，且有一定“惯性”（响应和恢复不如二极管迅速）。它更类似于一个受光照控制的电流开关或放大器。

• 光耦：其输出端特性取决于内部使用的光敏器件（可能是二极管、三极管、达林顿管或集成电路）。但其核心特征是输出完全由输入侧的电流控制，且输入与输出之间无电气连接。用万用表电阻档直接测量输入与输出任意引脚之间，电阻都应为无穷大，这是验证其隔离性能的简易方法。

1. 实践技巧：

• 在不确定器件类型时，可先用万用表找出疑似“光敏侧”的两个引脚，通过遮挡和曝光观察电阻变化。若变化非常灵敏且线性，可能是光电二极管；若变化幅度极大且有“放大”效应，可能是光电三极管。

• 对于多引脚光耦，需查阅资料确定其内部结构（如输入/输出对应关系，是否是达林顿输出、带基极引脚等），基极引脚若引出，可用于调节灵敏度或提供偏置。

• 在线路检测时，需考虑外围电路的影响，必要时需将器件焊下一端进行独立测试，以获得准确结果。

###

对光耦、光电二极管和光电三极管的有效检测与区分，依赖于对其工作原理的深刻理解和对万用表工具的灵活运用。通过观察光照（或电驱动）条件下电阻或电压的动态变化，可以准确判断器件的好坏与类型。这项技能是电子技术人员进行电路分析、故障诊断和系统维护的基本功，需要在实践中不断巩固和深化。