光敏電阻簡介

1、（1）光敏電阻的暗電阻、亮電阻、光電流暗電流：光敏電阻在室溫條件下，全暗（無光照射）后經(jīng)過一定時間測量的電阻值，稱為暗電阻。此時在給定電壓下流過的電流。亮電流：光敏電阻在某一光照下的阻值，稱為該光照下的亮電阻。此時流過的電流。光電流：亮電流與暗電流之差。       光敏電阻的暗電阻越大，而亮電阻越小則性能越好。也就是說，暗電流越小，光電流越大，這樣的光敏電阻的靈敏度越高。             實用的光敏電阻的暗電阻往往超

2、過1M,甚至高達100M，而亮電阻則在幾k以下，暗電阻與亮電阻之比在102106之間，可見光敏電阻的靈敏度很高。 （2）光敏電阻的光照特性下圖表示CdS光敏電阻的光照特性。在一定外加電壓下，光敏電阻的光電流和光通量之間的關(guān)系。不同類型光敏電阻光照特性不同，但光照特性曲線均呈非線性。因此它不宜作定量檢測元件，這是光敏電阻的不足之處。一般在自動控制系統(tǒng)中用作光電開關(guān)。（3）光敏電阻的光譜特性      光譜特性與光敏電阻的材料有關(guān)。從圖中可知，硫化鉛光敏電阻在較寬的光譜范圍內(nèi)均有較高的靈敏度，峰值在紅外區(qū)域；硫化鎘、硒化鎘的峰值在可見光區(qū)域。因此，

3、在選用光敏電阻時，應(yīng)把光敏電阻的材料和光源的種類結(jié)合起來考慮，才能獲得滿意的效果。（4） 光敏電阻的伏安特性     在一定照度下，加在光敏電阻兩端的電壓與電流之間的關(guān)系稱為伏安特性。圖中曲線1、2分別表示照度為零及照度為某值時的伏安特性。由曲線可知，在給定偏壓下,光照度較大，光電流也越大。在一定的光照度下，所加的電壓越大，光電流越大，而且無飽和現(xiàn)象。但是電壓不能無限地增大，因為任何光敏電阻都受額定功率、最高工作電壓和額定電流的限制。超過最高工作電壓和最大額定電流，可能導(dǎo)致光敏電阻永久性損壞。（5）光敏電阻的頻率特性當光敏電阻受到脈沖光照射時，光電流要經(jīng)

4、過一段時間才能達到穩(wěn)定值，而在停止光照后，光電流也不立刻為零，這就是光敏電阻的時延特性。由于不同材料的光敏，電阻時延特性不同，所以它們的頻率特性也不同，如圖。硫化鉛的使用頻率比硫化鎘高得多，但多數(shù)光敏電阻的時延都比較大，所以，它不能用在要求快速響應(yīng)的場合。（6）光敏電阻的穩(wěn)定性       圖中曲線1、2分別表示兩種型號CdS光敏電阻的穩(wěn)定性。初制成的光敏電阻，由于體內(nèi)機構(gòu)工作不穩(wěn)定，以及電阻體與其介質(zhì)的作用還沒有達到平衡，所以性能是不夠穩(wěn)定的。但在人為地加溫、光照及加負載情況下，經(jīng)一至二周的老化，性能可達穩(wěn)定。光敏電阻在開始一段時間

5、的老化過程中，有些樣品阻值上升，有些樣品阻值下降，但最后達到一個穩(wěn)定值后就不再變了。這就是光敏電阻的主要優(yōu)點。        光敏電阻的使用壽命在密封良好、使用合理的情況下，幾乎是無限長的。 （7）光敏電阻的溫度特性其性能(靈敏度、暗電阻)受溫度的影響較大。隨著溫度的升高，其暗電阻和靈敏度下降，光譜特性曲線的峰值向波長短的方向移動。硫化鎘的光電流I和溫度T的關(guān)系如圖所示。有時為了提高靈敏度，或為了能夠接收較長波段的輻射，將元件降溫使用。例如，可利用制冷器使光敏電阻的溫度降低。光敏電阻(光導(dǎo)管) 在黑暗的環(huán)境下，它的阻值很高；

6、當受到光照并且光輻射能量足夠大時，光導(dǎo)材料禁帶中的電子受到能量大于其禁帶寬度Eg 的光子激發(fā)，由價帶越過禁帶而躍遷到導(dǎo)帶，使其導(dǎo)帶的電子和價帶的空穴增加，電阻率變小。光敏電阻的工作原理和結(jié)構(gòu)        當光照射到光電導(dǎo)體上時，若光電導(dǎo)體為本征半導(dǎo)體材料，而且光輻射能量又足夠強，光導(dǎo)材料價帶上的電子將激發(fā)到導(dǎo)帶上去，從而使導(dǎo)帶的電子和價帶的空穴增加，致使光導(dǎo)體的電導(dǎo)率變大。為實現(xiàn)能級的躍遷，入射光的能量必須大于光導(dǎo)體材料的禁帶寬度Eg，即式中和入射光的頻率和波長。     

7、 一種光電導(dǎo)體，存在一個照射光的波長限C，只有波長小于C的光照射在光電導(dǎo)體上，才能產(chǎn)生電子在能級間的躍遷，從而使光電導(dǎo)體電導(dǎo)率增加。        光敏電阻的結(jié)構(gòu)如圖所示。管芯是一塊安裝在絕緣襯底上帶有兩個歐姆接觸電極的光電導(dǎo)體。光導(dǎo)體吸收光子而產(chǎn)生的光電效應(yīng)，只限于光照的表面薄層，雖然產(chǎn)生的載流子也有少數(shù)擴散到內(nèi)部去，但擴散深度有限，因此光電導(dǎo)體一般都做成薄層。為了獲得高的靈敏度，光敏電阻的電極一般采用硫狀圖案，結(jié)構(gòu)見下圖。金屬封裝的硫化鎘光敏電阻結(jié)構(gòu)圖它是在一定的掩模下向光電導(dǎo)薄膜上蒸鍍金或銦等金屬形成的。這種硫狀電極，

8、由于在間距很近的電極之間有可能采用大的靈敏面積，所以提高了光敏電阻的靈敏度。圖（c）是光敏電阻的代表符號。a                                 b        

9、0;            cCdS光敏電阻的結(jié)構(gòu)和符號1-光導(dǎo)層;  2-玻璃窗口; 3-金屬外殼; 4-電極;5-陶瓷基座; 6-黑色絕緣玻璃; 7-電阻引線。      光敏電阻的靈敏度易受濕度的影響，因此要將導(dǎo)光電導(dǎo)體嚴密封裝在玻璃殼體中。如果把光敏電阻連接到外電路中，在外加電壓的作用下，用光照射就能改變電路中電流的大小，其連線電路如圖所示。      

10、60; 光敏電阻具有很高的靈敏度，很好的光譜特性，光譜響應(yīng)可從紫外區(qū)到紅外區(qū)范圍內(nèi)。而且體積小、重量輕、性能穩(wěn)定、價格便宜，因此應(yīng)用比較廣泛。 常用的光敏電阻器 常用的光敏電阻器有MG41MG45系列，主要參數(shù)見表1-16。什么是光敏電阻器光敏電阻器是一種對光敏感的元件，它的電阻值能隨著外界光照強弱（明暗）變化而變化。 光敏電阻器在電路中用字母“R”或“RL”、“RG”表示，圖1-25是其電路圖形符號。 （一）光敏電阻器的結(jié)構(gòu)、特性及應(yīng)用 1光敏電阻器的結(jié)構(gòu)與特性 光敏電阻器通常由光敏層、玻璃基片（或樹脂防潮膜）和電極等組成，如圖1-26所示。光敏電阻器是利用半導(dǎo)體光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一

11、種特殊電阻器，對光線十分敏感。它在無光照射時，呈高阻狀態(tài)；當有光照射時，其電阻值迅速減小。 2光敏電阻器的應(yīng)用 光敏電阻器廣泛應(yīng)用于各種自動控制電路（如自動照明燈控制電路、自動報警電路等）、家用電器（如電視機中的亮度自動調(diào)節(jié)，照相機中的自動曝光控制等）及各種測量儀器中。 圖1-27是光敏電阻器的應(yīng)用電路。 （二）光敏電阻器的種類 光敏電阻器可以根據(jù)光敏電阻器的制作材料和光譜特性來分類。 1按光敏電阻器的制作材料分類 光敏電阻器按其制作材料的不同可分為多晶光敏電阻器和單晶光敏電阻器，還可分為硫化鎘（CdS）光敏電阻器、硒化鎘(CdSe) 光敏電阻器、硫硫化鉛(PbS) 光敏電

12、阻器、硒化鉛(PbSe) 光敏電阻器、銻化銦(InSb) 光敏電阻器等多種。 2按光譜特性分類 光敏電阻器按其光譜特性可分為可見光光敏電阻器、紫外光光敏電阻器和紅外光光敏電阻器。 可見光光敏電阻器主要用于各種光電自動控制系統(tǒng)、電子照相機和光報警器等電子產(chǎn)品中。 紫外光光敏電阻器主要用于紫外線探測儀器。 紅外光光敏電阻器主要用于天文、軍事等領(lǐng)域的有關(guān)自動控制系統(tǒng)中。 （三）光敏電阻器的主要參數(shù) 光敏電阻器的主要參數(shù)有亮電阻（RL）、暗電阻（RD）、最高工作電壓（VM）、亮電流（IL）、暗電流（ID）、時間常數(shù)、溫度系數(shù)靈敏度等。 1亮電阻 亮電阻是指光敏電阻器受到光照射時的電

13、阻值。 2暗電阻 暗電阻是指光敏電阻器在無光照射（黑暗環(huán)境）時的電阻值。 3最高工作電壓 最高工作電壓是指光敏電阻器在額定功率下所允許承受的最高電壓。 4亮電流 視電流是指在無光照射時，光敏電阻器在規(guī)定的外加電壓受到光照時所通過的電流。 5暗電流 暗電流是指在無光照射時，光敏電阻器在規(guī)定的外加電壓下通過的電流。 6時間常數(shù) 時間常數(shù)是指光敏電阻器從光照躍變開始到穩(wěn)定亮電流的63%時所需的時間。 7電阻溫度系數(shù) 溫度系數(shù)是指光敏電阻器在環(huán)境溫度改變1時，其電阻值的相對變化。 8靈敏度 靈敏度是指光敏電阻器在有光照射和無光照射時

14、電阻值的相對變化。 （四）常用的光敏電阻器 常用的光敏電阻器有MG41MG45系列，主要參數(shù)見表1-16。常用光敏電阻參數(shù)  規(guī)格型號最大電壓(VDC)最大功耗(mW)環(huán)境溫度（）光譜峰值(nm)亮電阻（10Lux)(K)暗電阻（M）100 10響應(yīng)時間mS照度電阻特性上升下降3系列GL351610050-30+705405-100.60.530302GL352610050-30+7054010-2010.630303GL3537-110050-30+7054020-3020.630304GL3537-210050-30+7054030-5030.730304GL3547-11005

15、0-30+7054050-10050.830306GL3547-210050-30+70540100-200100.9303064系列GL451615050-30+705405-100.60.530302GL452615050-30+7054010-2010.630303GL4537-115050-30+7054020-3020.730304GL4527-215050-30+7054030-5030.830304GL4548-115050-30+7054050-10050.830306GL4548-215050-30+70540100-200100.9303065系列GL551615090-3

16、0+705405-100.50.530302GL5528150100-30+7054010-2010.620303GL5537-1150100-30+7054020-3020.620304GL5537-2150100-30+7054030-5030.720304GL5539150100-30+7054050-10050.820305GL5549150100-30+70540100-200100.920306GL5606150100-30+705604-70.50.530302GL5616150100-30+705605-100.80.630302GL5626150100-30+7056010-

17、2020.620303GL5637-1150100-30+7056020-3030.720304GL5637-2150100-30+7056030-5040.820304GL5639150100-30+7056050-10080.920305GL5649150100-30+70560100-200150.95203067系列GL7516150100-30+705405-100.50.630302GL7528150100-30+7054010-2010.630303GL7537-1150150-30+7056020-3020.730304GL7537-2150150-30+7056030-504

18、0.830304GL7539150150-30+7056050-10080.83030610系列GL10516200150-30+705605-1010.630303GL10528200150-30+7056010-2020.630303GL10537-1200150-30+7056020-3030.730304GL10537-2200150-30+7056030-5050.730304GL10539250200-30+7056050-10080.83030612系列GL12516250200-30+705605-1010.630303GL12528250200-30+7056010-2020.630303GL12537-1250200-30+7056020-3030.730304GL12537-2250200-30+7056030-5050.730304GL12539250200-30+7056050-10080.83030620系列GL20516500500-30+705605-1010.630303GL20528500500-30+7056010-2020.630303GL20537-1500500-30+7056020-3030.730304GL20537-2500500-30+7056030-5050.730304GL20