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1、光敏電阻是采用半導(dǎo)體材料制作,利用內(nèi)光電效應(yīng)工作的光電元件。它在光線的作用下其阻值往往變小,這種現(xiàn)象稱為光導(dǎo)效應(yīng),因此,光敏電阻又稱光導(dǎo)管。根據(jù)光敏電阻器的光譜特性,光敏電阻器可分為三種: 1、紫外光敏電阻器:這種電阻器對(duì)紫外光較靈敏。如硫化鎘、硒化鎘光敏電阻器等??捎糜谔綔y(cè)紫外線。 2、可見(jiàn)光敏電阻器:它包括硒、硫化鎘、硒化鎘、硫硒化鎘以及硫化鎘、砷化鎵、硅、鍺硫化鋅光敏電阻器等。主要用于各種光電自動(dòng)控制、光電計(jì)數(shù)、光電跟蹤以及照相機(jī)的自動(dòng)爆光等場(chǎng)合。3、紅外光敏電阻器:主要有硫化鉛、碲化鉛、硒化鉛、銻化銦、銻鎘汞、碲錫鉛、鍺摻汞、鍺摻金等光敏
2、電阻器。它廣泛用于導(dǎo)彈創(chuàng)導(dǎo)、衛(wèi)星姿態(tài)監(jiān)視、氣體分析、無(wú)損搽傷、人體病變探測(cè)、紅外光譜、紅外通信等國(guó)防、科研和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極,然后接出引線,封裝在具有透光鏡的密封殼體內(nèi),以免受潮影響其靈敏度。圖表1光敏電阻結(jié)構(gòu)圖片??????????????????圖表2光敏電阻特性曲線光敏電阻的原理結(jié)構(gòu)如圖所示。在黑暗環(huán)境里,它的電阻值很高,當(dāng)受到光照時(shí),只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度,則價(jià)帶中的電子吸收一個(gè)光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶,并在價(jià)帶中產(chǎn)生一個(gè)帶正電荷的空穴,這種由光照產(chǎn)生的電
3、子—空穴對(duì)增加了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目,使其電阻率變小,從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強(qiáng),阻值愈低。入射光消失后,由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子—空穴對(duì)將逐漸復(fù)合,光敏電阻的阻值也就逐漸恢復(fù)原值。???在光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓,其中便有電流通過(guò),受到適當(dāng)波長(zhǎng)的光線照射時(shí),電流就會(huì)隨光強(qiáng)的增加而變大,從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。光敏電阻沒(méi)有極性,純粹是一個(gè)電阻器件,使用時(shí)既可加直流電壓,也可以加交流電壓?;咎匦约捌渲饕獏?shù)???1、暗電阻、亮電阻①亮電阻(RL)——光敏電阻器在受到光照時(shí)所具有的阻值稱亮電阻?!阋?guī)定在A光源,色溫2854±50K,照度1
4、00Lx條件下測(cè)量?! 、诎惦娮瑁≧D)——光敏電阻器在無(wú)光照〔0Lx)時(shí)所具有的阻值稱為暗電阻。由于暗電阻隨關(guān)閉光源的時(shí)間增長(zhǎng)而增加,所以規(guī)定在關(guān)閉光源30s后測(cè)量暗電阻。 ?、哿岭娏?IL)——在一定的外加電壓下,受到光照時(shí),通過(guò)光敏電阻器的電流稱為亮電流?! 、馨惦娏鳎↖o)——在一定的外加電壓下,沒(méi)有光照時(shí),流過(guò)光敏電阻器的電流稱為暗電流。⑤光電流(IP)——充電流與暗電流之差稱為光電流。???光敏電阻在室溫和全暗條件下測(cè)得的穩(wěn)定電阻值稱為暗電阻,或暗阻。此時(shí)流過(guò)的電流稱為暗電流。例如MG41-21型光敏電阻暗阻大于等于0.1M。???光敏電
5、阻在室溫和一定光照條件下測(cè)得的穩(wěn)定電阻值稱為亮電阻或亮阻。此時(shí)流過(guò)的電流稱為亮電流。MG41-21型光敏電阻亮阻小于等于1k。???亮電流與暗電流之差稱為光電流。???顯然,光敏電阻的暗阻越大越好,而亮阻越小越好,也就是說(shuō)暗電流要小,亮電流要大,這樣光敏電阻的靈敏度就高。2靈敏度——表示光敏電阻器靈敏度的方法有多種.貫用的有阻值變化倍數(shù)、電阻靈敏度、電流靈敏度、比靈敏度和靈敏閥等?! “惦娮枧c亮電阻的比值稱為電阻變化倍數(shù)。暗電阻與亮電阻之差同暗電阻之比稱為電阻靈敏度。單位入射光質(zhì)量下的光電流稱為電流靈敏度??杀硎緸楣怆娏鱅r與照射在光敏電阻器上的光
6、通量φ之比。電流靈敏度也稱為光電靈敏度或積分靈敏度。實(shí)際上,光電流的大小除了與光通量有關(guān)外,還與外加電壓有關(guān)。外加電壓為1V時(shí)的光電靈敏度,稱為比靈敏度。以上靈敏度的表示方法常用于可見(jiàn)光譜范圍。而在微量輻射能的測(cè)量中,主要在紅外技術(shù)中通常用靈敏閥的概念,其定義為:當(dāng)光敏度電阻器外接負(fù)載中產(chǎn)生的信號(hào)S與其內(nèi)部噪聲N之比S/N=1時(shí),所需的最小輻射功串(W)。光敏電阻器的內(nèi)部噪聲是由它們的電氣特性所決定的。噪聲電平越低,靈敏閥值越小,說(shuō)明靈敏度高。??3、伏安特性???在一定照度下,光敏電阻兩端所加的電壓與流過(guò)光敏電阻的電流之間的關(guān)系,稱為伏安特性。??
7、?由圖2.6.2可知,光敏電阻伏安特性近似直線,而且沒(méi)有飽和現(xiàn)象。受耗散功率的限制,在使用時(shí),光敏電阻兩端的電壓不能超過(guò)最高工作電壓,圖中虛線為允許功耗曲線,由此可確定光敏電阻正常工作電壓。???????????圖2.6.2光敏電阻的伏安特性???圖2.6.3光敏電阻的光電特性?圖?2.6.4光敏電阻的光譜特性??4、光電特性???光敏電阻的光電流與光照度之間的關(guān)系稱為光電特性。如圖2.6.3所示,光敏電阻的光電特性呈非線性。因此不適宜做檢測(cè)元件,這是光敏電阻的缺點(diǎn)之一,在自動(dòng)控制中它常用做開(kāi)關(guān)式光電傳感器。5、光譜特性???光譜特性——光普特性表示
8、光敏電阻器對(duì)不同波長(zhǎng)光的敏感程度。相應(yīng)于具有一定敏感程度的波長(zhǎng)區(qū)間,稱為光譜響應(yīng)范圍,也稱光譜敏感范圍。相應(yīng)