第三章-光敏電阻

1、Photoconductive-光敏電阻光敏電阻(PC)利用具有光電導效應的材料利用具有光電導效應的材料（如（如SiSi、GeGe等本征半導體等本征半導體與雜質(zhì)半導體，以及與雜質(zhì)半導體，以及CdSCdS、CdSeCdSe、PbSPbS等）等）可以制成電導率可以制成電導率隨入射光輻射量變化而變化的器件，這類器件被稱為隨入射光輻射量變化而變化的器件，這類器件被稱為光電光電導器件或光敏電阻導器件或光敏電阻，簡稱簡稱PC。物質(zhì)吸收了光子的能量產(chǎn)生本征吸收或雜質(zhì)吸物質(zhì)吸收了光子的能量產(chǎn)生本征吸收或雜質(zhì)吸收，引起載流子濃度的變化，從而改變了物質(zhì)電收，引起載流子濃度的變化，從而改變了物質(zhì)電導率的現(xiàn)象稱為光電

2、導效應。導率的現(xiàn)象稱為光電導效應。3.1 3.1 結(jié)構及工作原理結(jié)構及工作原理3.2 3.2 主要特性參數(shù)主要特性參數(shù)3.4 3.4 偏置電路和應用偏置電路和應用3.1.1 3.1.1 材料及分類材料及分類本征型光敏電阻：本征型光敏電阻：雜質(zhì)型光敏電阻：雜質(zhì)型光敏電阻：本征光電導探測器本征光電導探測器利用利用本征光電導本征光電導效應效應制成的器件，如硫化鎘制成的器件，如硫化鎘(CdS)(CdS)、碲鎘、碲鎘汞汞(Hg(Hg1-1-x xCdCdx xTe)Te)、硫化鉛、硫化鉛(PbS)(PbS)等。一般等。一般在室溫下工作，適用于可在室溫下工作，適用于可見光和近紅外見光和近紅外輻射探測。輻射

3、探測。 雜質(zhì)光電導探測器雜質(zhì)光電導探測器利用利用雜質(zhì)光電雜質(zhì)光電導效應導效應制成的器件，如鍺摻汞制成的器件，如鍺摻汞(Ge:Hg)(Ge:Hg)、鍺摻銅鍺摻銅(Ge:Cu)(Ge:Cu)、和硅摻砷、和硅摻砷(Si:As)(Si:As)等。等。通常通常必須在低溫必須在低溫下工作，常用于下工作，常用于中、中、遠紅外遠紅外輻射探測輻射探測 )m(24. 10ggEEhc)m(24. 10EEhc多晶光電導探測器多晶光電導探測器( (自學自學) ) 雜質(zhì)型光敏電阻：極低溫度下工作雜質(zhì)型光敏電阻：極低溫度下工作? ? 以以N N型為例：型為例：Ed Ec EdR RRUILbLbRUI USRRRIgb

4、2L2RRUSIg2Lb負載電流與光敏電阻無關，近似負載電流與光敏電阻無關，近似保持常數(shù)。保持常數(shù)。特點：輸出信號電流取決于光敏電阻和負載電阻的比特點：輸出信號電流取決于光敏電阻和負載電阻的比值，與偏置電壓成正比；電壓信噪比高，適于弱信號值，與偏置電壓成正比；電壓信噪比高，適于弱信號檢測。檢測。b b 恒壓偏置電路恒壓偏置電路RLRP 特點特點: : 輸出信號與光敏電阻無關輸出信號與光敏電阻無關 便于檢測電路時光敏電阻的更換便于檢測電路時光敏電阻的更換LbIRUUbUU USRUgbLLUSRRRRUgbL2L2L光敏電阻上的電壓保持不變。光敏電阻上的電壓保持不變。C C微變等效電路微變等效電

5、路: :UeSigp1 1、照明燈的光電控制電路、照明燈的光電控制電路CKVDRCdS常閉常閉燈燈220V半波整流半波整流測光與控制測光與控制執(zhí)行控制執(zhí)行控制3.3.33.3.3光敏電阻的應用實例光敏電阻的應用實例 數(shù)碼相機為什么能實現(xiàn)自動曝光？數(shù)碼相機為什么能實現(xiàn)自動曝光？3.3.33.3.3光敏電阻的應用實例光敏電阻的應用實例 2.2.光敏電阻用于照相機自動曝光電路光敏電阻用于照相機自動曝光電路 ： 光照強：光照強： 曝光時間短曝光時間短光照弱：光照弱： 曝光時間長曝光時間長數(shù)碼相機數(shù)碼相機NIKON53 3、火焰檢測報警器、火焰檢測報警器3光電導探測器噪聲主要包括：光電導探測器噪聲主要包

6、括： 熱噪聲、熱噪聲、g-r噪聲和噪聲和1f噪聲噪聲本章小結(jié)：本章小結(jié)：1利用半導體光電導效應制成的器件稱為光電導探測器：利用半導體光電導效應制成的器件稱為光電導探測器： 本征光電導探測器和雜質(zhì)光電導探測器本征光電導探測器和雜質(zhì)光電導探測器 光譜響應范圍可從紫外遠紅外波段光譜響應范圍可從紫外遠紅外波段2光電流光電流Ip=(e/hv)M，M內(nèi)增益，與器件材料、性質(zhì)內(nèi)增益，與器件材料、性質(zhì)和外加電場大小有關和外加電場大小有關4上限截止頻率上限截止頻率fc或響應時間或響應時間，與光電導探測器的光生，與光電導探測器的光生載流子的平均壽命有關。響應頻率僅在幾兆赫的數(shù)量級。載流子的平均壽命有關。響應頻率僅

7、在幾兆赫的數(shù)量級。5偏置電路：恒流電路、恒壓電路、交流等效電路偏置電路：恒流電路、恒壓電路、交流等效電路 1 1、P91P91：3-33-3，3-43-4，3-53-5，3-93-9 2 2、P92:3-7P92:3-7 3 3、上網(wǎng)查找：光敏電阻的一個應用實例并、上網(wǎng)查找：光敏電阻的一個應用實例并說明原理。說明原理。習題習題3-9指導：指導：3-9 如圖如圖324所示的電路，耦合電容所示的電路，耦合電容C足夠大，在交流回足夠大，在交流回路中其容抗可以忽略不計。光敏電阻路中其容抗可以忽略不計。光敏電阻Rp的參數(shù)為的參數(shù)為Sg=210-5 Slx， 10-3 s，Rl4k，R2=2k，Ub=50V，暗電阻，暗電阻Rd=1M，若光敏電阻所受的光照度為：，若光敏電阻所受的光照度為：e = (16+4sint)1x.(1)畫出等效電路圖；畫出等效電路圖；(2)