光敏电阻的工作原理

发布网友 发布时间：2022-04-20 06:11

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懂视网 时间：2023-02-19 00:39

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。

　　

　　光敏电阻（photoresistor or light-dependent resistor，后者缩写为ldr）或光导管（photoconductor），常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。光敏电阻是用硫化镉或硒化镉等半导体材料制成的特殊电阻器，其工作原理是基于内光电效应。光照愈强，阻值就愈低，随着光照强度的升高，电阻值迅速降低，亮电阻值可小至1KΩ以下。光敏电阻对光线十分敏感，其在无光照时，呈高阻状态，暗电阻一般可达1.5MΩ。光敏电阻的特殊性能，随着科技的发展将得到极其广泛应用。

热心网友 时间：2023-02-18 21:47

某些物质吸收了光子的能量后，产生本征吸收或杂质吸收，从而改变了物质电导率的现象称为物质的光电导效应。利用具有光电导效应的材料可以制成电导( 或电阻) 随入射光度量变化器件，称为光电导器件或光敏电阻。

光敏电阻的结构

光敏电阻的基本结构如图1所示，最下面是陶瓷基板,两侧使用两只金属电极接成引脚。光敏电阻的外部包裹着一层透明树脂防潮膜,在起到能透射光线作用的同时,还能起到加固的作用,同时起到防潮的目的。它的两片金属电极互相交,呈梳齿形状交错。半导体光敏层均匀分布在波纹状的梳齿间隙里。这一层很薄的半导体光敏层,是通过涂抹、喷涂或烧结在陶瓷基板上形成。这种制作一方面可保证较大的受光表面,又可以减小电极之间的距离,同时也能提高该器件的灵敏度。

光敏电阻的工作原理。图中，在光敏电阻的两极间加上一定电压V，当光照射在光敏电阻上时，其内部被束缚的电子吸收光子能量成为自由电子，并留下空穴。光激发的电子—空穴对在外电场的作用下同时参与导电，从而改变了光敏电阻的导电性能。

随着光强的增加其导电性能变好，即光敏电阻的电导率增加，流过其内的电流(光电流)增加，其本身的电阻值减小。随着光强的减小，其导电性能变坏，即光敏电阻的电导率减小，流过其内的电流(光电流)减小，其本身的电阻值增加。

光敏电阻的分类

光敏电阻有两种分类方法。

1)按半导体材料分：a.本征型光敏电阻：b.掺杂型光敏电阻。后者性能稳定，特性较好，故目前大都采用它。

2)按光潜特性及最佳工作波长范围分：a.对紫外光敏感的光敏感电阻，如硫化镉和硒化镉等。b.对可见光敏感的光敏电阻，如硫化铊等。c.对红外光敏感的光敏电阻，如硫化铅等。

光敏电阻的优缺点

光敏电阻与其它半导体光电器件相比，有以下优点:

①其光谱响应范围相当宽;

②工作电流大，可达数毫安;

③所测光强范围宽，既可测强光，也可测弱光;

④灵敏度高，光导电增益大于1;

⑤偏置电压低，无极性之分，使用方便。

缺点是:

①在强光照射下光电转换线性较差;

②光电驰豫过程较长，驰豫过程即光照后，半导体的光电导随光照时间逐渐上升，经一段时间到达定态值.光照停止后，光电导逐渐下降;

③频率响应(器件检测变化很快的光信号的能力)很低。