關于光敏電阻及其應用第一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日光敏電阻的定義光敏電阻又稱光電導管。它是利用半導體的內光電效應制成的光敏元件。所謂內光電效應是指半導體材料在光線輻射作用下改變其導電率的一種光電效應。相對而言，外光電效應是指金屬表面受光照后發射電子的一種現象，各種發光管都具有這種現象。第二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日

光敏電阻是一種典型的光電導器件。所謂光電導效應是表示材料(或器件)受到光輻射后，材料(或器件)的電導率發生變化。光敏電阻和其它半導體光電器件相比有以下特點:

1.光譜響應范圍寬。根據光電導材料的不同，光譜響應可從紫外光、可見光、近紅外擴展到遠紅外，尤其對紅光和紅外輻射有較高的響應度。

2.工作電流大，可達數毫安。

3.所測光強范圍寬，既可測強光也可測弱光。

4.靈敏度高，光導電增益大于1。

5.偏置電壓低，無極性之分，使用方便。其缺點是在強光照射下光電轉換線性較差。光電馳豫過程較長，頻率響應很低。第三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日第四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日第五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日光敏電阻的分類

有兩種分類方法：(1)按半導體材料分:a.本征型光敏電阻;b.摻雜型光敏電阻。后者性能穩定，特性較好，故目前大都采用它。(2)按光譜特性及最佳工作波長范圍分:a.對紫外光敏感的光敏感電阻，如硫化鎘和硒化鎘等。

b.對可見光敏感的光敏電阻，如硫化鉈等。對紅外光敏感的光敏電阻，如硫化鉛等。第六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日光敏電阻的原理

圖1所示為光敏電阻的工作原理圖中在光敏電阻的兩極間加上一定電壓V，當光照射在光敏電阻上時，其內部被束縛的電子吸收光子能量成為自由電子，并留下空穴。光激發的電子—空穴對在外電場的作用下同時參與導電，從而改變了光敏電阻的導電性能。隨著光強的增加其導電性能變好即光敏電阻的電導率增加，流過其內的電流(光電流)增加，其本身的電阻值減小。隨著光強的減小，其導電性能變壞，即光敏電阻的電導率減小，流過其內的電流(光電流)減小，其本身的電阻值增加。第七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日第八頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日

根據熱平衡狀態下半導體電導率公式，可推算出在光輻射作用下產生的光電流:

式中，qN是光電子形成的內部電流，V是光敏電阻兩端電壓，L是光電導體的長度，τnτp是光輻射下每單位時間產生N個電子-空穴對的各自壽命，μnμp分別是電子和空穴的遷移率。由此可見，光敏電阻的光電流與入射的光子數、量子效率和光電導體長度L以及加在其兩端的電壓大小等因素有關。其電流大小與L的平方成反比，因此在設計光敏電阻時，常設法將L減小，使光電流增大。第九頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日光敏電阻的特性參數

光敏電阻的主要特性參數有：

1.光照特性

2.伏安特性

3.光譜特性

4.前歷效應

5.溫度特性

第十頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日光照特性：

光電流隨著照度的變化而改變的規律稱為光照特性。不同類型的光敏電阻的光照特性不同。由實驗可知,光電流隨著照射強度一起增大或減小。當入射光很強或很弱時,光敏電阻的光電流與光照之間會呈現非線性關系。其他照度區域近似呈線性關系。不同類型的光敏電阻的光照特性不同,但大多數光敏電阻的光照特性是非線性的。第十一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日伏安特性：

在照度一定時,電壓增大,光電流也增大,靈敏度隨之增大,而且沒有飽和現象。且光敏電阻兩端的電壓也不能無限制地提高。因為光敏電阻都有最大額定功率,超過最高工作電壓和最大額定電流,就可能導致光敏電阻的永久性損壞。第十二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日光譜特性：

照射光的波長與光電流之間的關系叫光譜特性。由實驗可知,不同材料光敏電阻的光譜特性不同,同一材料照射光的波長不同時,光敏電阻的靈敏度不同。材料不同的光敏電阻的靈敏度有一個峰值,所對應的波長不同。在光晶體中,cds主要用于敏感可見光;GaAs,Ge和Pb主要用于敏感紅外光;ZnS主要用于敏感紫外光。所以選擇光敏電阻時,要與使用的光源結合起來考慮,才能獲得較好的效果。第十三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日前歷效應：前歷效應是測試前光敏電阻所處的狀態(無光照或有光照)對光敏電阻特性的影響。大多數光敏電阻在穩定的光照下，其阻值有明顯的漂移現象，而且經過一段時間的間隔后復測阻值還有變化。這種現象叫作前歷效應。第十四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日溫度特性：

光敏電阻的特性參數受工作溫度的影大，只要溫度稍有變化，它的其它參數都發生變化。而且這種變化無規律。為了提高光敏電阻性能的穩定性，降低噪聲和提高探測率，就需要采取冷卻裝置。第十五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日光敏電阻的應用

光敏電阻是器件中用的較廣的一種,由于它體積小、靈敏度高、性能穩定、價格低,因此在自動控制、家用電器中得到廣泛應用。例如在電視機中作亮度自動調節、照相機中作自動曝光、音樂石英鐘中控制晚間不奏鳴報點,另外在路燈航標燈自動控制電路、卷帶自停裝置及防盜報警裝置中起了重要作用。第十六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期日最常見的就是自動照明燈裝置：路燈自動點熄電路：如圖所示是利用光敏電阻控制的路燈自動點熄電路。該電路由兩部分組成。電阻R、電容C和二極管D組成半波整流電路CdS光敏電阻和J組成光控繼電器。路燈接在繼電器常閉觸點上，由光控繼電器控制燈的點燃和熄滅。工作原理是：晚上光線很暗,CdS光敏電阻阻值很大，流過J的電流很小，使繼電器J不動作，路燈接通電源點亮。早上，天漸漸變亮，即照度逐漸增大，CdS光敏電阻受光照后，阻值變小，流過J的電流逐漸增大