光敏电阻原理及应用

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1、胄 闍乃8比城电阻的外形垃扛在电賂中劭符号光敏电阻原理及应用简介】、光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器； 入射光强，电阻减 小，入射光弱，电 阻增大 。2、结构。光敏电阻器都制成薄片 结构，以便吸收更多的光能。当它受到光的照射 时，半导体片（光 敏层）内就激发出电子 空穴对，参与导电，使 电路中电流增 强。为了获得高的灵敏度，光敏电 阻的电极常采 用梳状图案，它是在一定的掩膜下 向光电导薄膜 上蒸镀金或铟等金属形成的。一般光敏电阻器结 构如右图所示。光敏电阻器通常由光 敏层、玻璃基片（或树脂防 潮膜）和电极 等组成。光敏电阻器在电路中用 字母“R”或“

2、RL”、“RG”表示。3 、 主要参 数与特性 。（1）光电 流、亮电阻 。光敏电阻器 在一定的外 加电压下， 当有光照射 时， 流过的电流称为光电流，外加电压与 光电流之比称为亮电阻，常用“100LX”表 示。（2）暗电 流、暗电阻 。光敏电阻在 一定的外加 电压下，当 没有光照射 的时 候，流过的 电流称为暗电流。外加电 压与暗电流之比称为暗 电阻，常用 “0LX” 表示。（3）灵敏 度。灵敏度 是指光敏电阻 不受光照射 时的电阻值 （暗电阻） 与受 光照射时的电 阻值（亮电阻）的相对变化值。（4）光谱响应。光谱响应又称光谱灵敏度，是指光敏电阻在不同波长的单 色光照射下的 灵敏度。若将不同

3、波长下的灵 敏度画成曲线，就可以得到 光谱响 应的曲线。（5）光照特性。光照特性 指光敏电阻输出的电信号随光 照度而变化的特性 从光敏电阻的 光照特性曲线可以看出，随着 的光照强度的增加，光敏电 阻的阻 值开始迅速下 降。若进一步增大光照强度，则电阻值变化减小，然后逐 渐趋向 平缓。在大多 数情况下，该特性为非线性。（6）伏安 特性曲线。 伏安特性曲线 用来描述光 敏电阻的外 加电压与光 电流 的关系，对于 光敏器件来说，其光电流随外加 电压的增大而增大。（7）温度系数。光敏电阻的光电效 应受温度影响较大，部分光敏电阻在低 温下的光电灵 敏较高，而在高温下的灵敏度则 较低。（8）额定功率。额定

4、功率 是指光敏电阻用于某种线路中 所允许消耗的功率 当温度升高时 ，其消耗的功率就降低。4 、 根据光 敏电阻的光谱特性 ，可分为三种光敏 电阻器：紫外 光敏电阻器 ：对紫外线 较灵敏，包括 硫化镉、硒 化镉光敏电 阻器等， 用于探测紫外 线。红外光敏电阻 器：主要有硫化铅、碲化铅 、硒化铅。锑化铟等光敏电阻 器， 广泛 用于导弹制导 、天文探测 、非接触测 量、人体病变 探测、红外 光谱，红外通信等国防、 科学研究和工农业生产中。可见光光敏电 阻器：包括硒 、硫化镉 、硒化镉、碲化 镉、砷化镓 、硅、锗 硫化锌光敏电阻器等 。主要用于各种光电控制系统，如光电自动开 关门户，航 标灯 、路灯和

5、其他 照明系统的 自动亮灭， 自动给水和自 动停水装置 ，机械上的 自动保护装置 和“位置检 测器”，极薄零件的厚度检测器，照相机自动曝 光装置 光电计 数器，烟雾报警器，光电跟踪系统等方面。5、 光敏电 阻的工作原理：光敏电阻的工 作原理是 基于内光 电效应。 在半导体 光敏材料 两端装上 电 极引线，将其封装 在带有透明窗的管壳里就构成光 敏电阻，为了增加灵敏度 两电极常做成梳状。用于制造光敏电阻的材料主要是 金属的硫化物、硒化物 和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方 法在绝缘衬底上制作很 薄的光敏电阻 体及梳状 欧姆电极，接 出引线，封装 在具有透光镜 的密封壳体内 ，以免受电

6、阻两端的金属电极加上电压实现光电转换 。光敏电阻没有 极性，纯粹是个电阻器件，使用时既可加直流潮影响其 灵敏度。在黑暗环境 里，它的电阻 值很高， 当受到光照时，只要 光子能量大于 半导体材 料的禁带宽度，则价 带中的电子吸 收一个光 子的能量后可跃迁到 导带，并在价 带中产生 一个带正电荷的空穴 ，这种由光照 产生的 电子 空 穴对了半导体材 料中载流子 的数目， 使其电阻率变小，从 而造成光敏电 阻阻值下 降。光照愈强，阻值 愈低。入射光 消失后，由光子激发产 生的电子 空穴对将 复合，光敏电 阻的阻值也就恢复原值。在光敏 其中便有电流 通过，受到波长 的光线照射时，电流就会随光强的而变大

7、 ，从而电压，也加交流电压。半导体 的导电能力取决于半导体导带内 载流子数目的多 少。6、 应用：光敏电阻 属半导体光 敏器件，除 具灵敏度高 ，反应速度 快，光谱特 性及 r 值一致性 好等特点外，在高 温，多湿的恶劣 环境下，还能保持高度 的稳定性和 可靠性，可 广泛应用于 照相机，太阳能庭院灯，草坪灯，验钞机，石英钟，音乐 杯，礼品 盒，迷你小夜灯， 光声控开关，路灯 自动开关以及各种 光控 玩具，光 控灯饰，灯具 等光自动 开关控制领域。下面给出几 个典型应用电路。1、 光敏电阻调光 电路右图是 一种典型的光 控调光电路， 其工作原理是 ：当周围光线 变弱时引起光敏电阻的阻 值增加，使

8、加在电容 C 上的分压 上升，进 而使可控硅的导通 角增大，达到增大 照明灯两端电 压的目的。反之，若周围的光线 变亮，则RG的阻值下降，导致可控硅的导通 角变小，照明灯两端 电压也同时下降，使灯光变暗，从而实现对灯光照度 的控制 上述电路中整流桥给 出的是必须是直流脉动电压 ，不能将其用电容滤波 变成平滑直流电压 ，否则电路将无法正常工作 。 原因在 于直流脉动电压 既能给可控硅提供 过零关断的基本 条件，又可使电容 C 的充电在每个 半周从零开始，准确完成对可控 硅的同步移相触发。2、 光敏电阻式光 控开关图以光敏电阻为核心元件的带继电器控制输出的光控开关电路有许多形式， 如自锁亮激发、暗激发及精密亮激发、暗激发 等等，下面给出几种典型电 路。图(2)是一种简单的暗激发继电器开关电路。其工作原理是：当照度下 降到设置值时由于光敏电阻阻值上升激 发VT1导通，VT2的激励电流使继电 器工作，常开触点闭合，常闭触点断开，实现对外电路的控制。图图(3)是一种精密的暗激 发时滞继电器开关电路。其工作原理是：当照 度下降到设置值时由于光敏电阻阻值上升使运 放IC的反相端电位升高，其 输出激发VT导通，VT的激励电流使继电器工作，常开触点闭合，常闭触点 断开，实现对外电路的控制。