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光敏電阻的工作原理和作用_光敏電阻的檢測

2018年01月24日 16:03 網絡整理 作者: 用戶評論(0

光敏電阻是用硫化隔或硒化隔等半導體材料制成的特殊電阻器,其工作原理是基于內光電效應。光照愈強,阻值就愈低,隨著光照強度的升高,電阻值迅速降低,亮電阻值可小至1KΩ以下。光敏電阻對光線十分敏感,其在無光照時,呈高阻狀態,暗電阻一般可達1.5MΩ。光敏電阻的特殊性能,隨著科技的發展將得到極其廣泛應用。

光敏電阻器是利用半導體的光電導效應制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器,又稱為光電導探測器;入射光強,電阻減小,入射光弱,電阻增大。還有另一種入射光弱,電阻減小,入射光強,電阻增大。

光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉換(將光的變化轉換為電的變化)。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器,它是由半導體材料制成的。光敏電阻器對光的敏感性(即光譜特性)與人眼對可見光(0.4~0.76)μm的響應很接近,只要人眼可感受的光,都會引起它的阻值變化。設計光控電路時,都用白熾燈泡(小電珠)光線或自然光線作控制光源,使設計大為簡化。

根據光敏電阻的光譜特性,可分為三種光敏電阻器:紫外光敏電阻器、紅外光敏電阻器、可見光光敏電阻器。

光敏電阻的工作原理和作用

你是否知道光敏電阻的定義嗎,所謂的光敏電阻(photocell又稱光敏電阻器(photoresistor or light-dependent resistor,后者縮寫為ldr)或光導管(photoconductor),常用的制作材料為硫化鎘,另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定波長的光照射下,其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產生的載流子都參與導電,在外加電場的作用下作漂移運動,電子奔向電源的正極,空穴奔向電源的負極,從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。下面為大家介紹下光敏電阻原理,希望大家能夠了解更多相關知識。

光敏電阻的工作原理和作用

光敏電阻的工作原理

光敏電阻的工作原理是基于內光電效應。在半導體光敏材料兩端裝上電極引線,將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構成光敏電阻,為了增加靈敏度,兩電極常做成梳狀。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導體。通常采用涂敷、噴涂、燒結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,接出引線,封裝在具有透光鏡的密封殼體內,以免受潮影響其靈敏度。

入射光消失后,由光子激發產生的電子—空穴對將復合,光敏電阻的阻值也就恢復原值。在光敏電阻兩端的金屬電極加上電壓,其中便有電流通過,受到一定波長的光線照射時,電流就會隨光強的增大而變大,從而實現光電轉換。光敏電阻沒有極性,純粹是一個電阻器件,使用時既可加直流電壓,也加交流電壓。半導體的導電能力取決于半導體導帶內載流子數目的多少。

光敏電阻的作用

光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉換(將光的變化轉換為電的變化)。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器,它是由半導體材料制成的。光敏電阻器對光的敏感性(即光譜特性)與人眼對可見光(0.4~0.76)μm的響應很接近,只要人眼可感受的光,都會引起它的阻值變化。設計光控電路時,都用白熾燈泡(小電珠)光線或自然光線作控制光源,使設計大為簡化。

  隨著的光照強度的增加,光敏電阻的阻值開始迅速下降。若進一步增大光照強度,則電阻值變化減小,然后

  逐漸趨向平緩。在大多數情況下,該特性為非線性。 可見光敏電阻具有靈敏度高,反應速度快,

  穩定可靠的特點嗎,根據光敏電阻的這個特性,可用它來設計光控可調光電路,光控開關等。

  1、暗電阻、亮電阻

  光敏電阻在室溫和全暗條件下測得的穩定電阻值稱為暗電阻,或暗阻。此時流過的電流稱為暗電流。例如MG41-21型光敏電阻暗阻大于等于0.1M。

  光敏電阻在室溫和一定光照條件下測得的穩定電阻值稱為亮電阻或亮阻。此時流過的電流稱為亮電流。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,也就是說暗電流要小,亮電流要大,這樣光敏電阻的靈敏度就高。

  2、伏安特性 在一定照度下,光敏電阻兩端所加的電壓與流過光敏電阻的電流之間的關系,

  稱為伏安特性。

  3、光電特性

  光敏電阻的光電流與光照度之間的關系稱為光電特性。如圖2.6.3所示,光敏電阻的光電特性呈非線性。因此不適宜做檢測元件,這是光敏電阻的缺點之一,在自動控制中它常用做開關式光電傳感器

  4、光譜特性

  對于不同波長的入射光,光敏電阻的相對靈敏度是不相同的。各種材料的光譜特性如圖2.6.4所示。從圖中看出,硫化鎘的峰值在可見光區域,而硫化鉛的峰值在紅外區域,因此在選用光敏電阻時應當把元件和光源的種類結合起來考慮,才能獲得滿意的結果。

  5、頻率特性

  當光敏電阻受到脈沖光照時,光電流要經過一段時間才能達到穩態值,光照突然消失時,光電流也不立刻為零。這說明光敏電阻有時延特性。由于不同材料的光敏電阻時延特性不同,所以它們的頻率特性也不相同。圖2.6.5給出相對靈敏度Kr,與光強變化頻率f之間的關系曲線,可以看出硫化鉛的使用頻率比硫化鉈高的多。但多數光敏電阻的時延都較大,因此不能用在要求快速響應的場合,這是光敏電阻的一個缺陷。

  光敏電阻 的檢測:

  光敏電阻隨入射光線的強弱其對應的阻值變化不是線性的,也就不能用它作光電的線性變換,這是使用者應注意的地方。初學者可購置一只光敏電阻器(MG45型),在夜間點一盞60~100W的白熾燈,用萬用表直接測量光敏電阻器的阻值。測量時,應把光敏電阻對著白熾燈的光,再逐漸拉開與燈的距離(由近到遠),觀察萬用表指示的阻值變化,可以直觀驗證光敏電阻的特牲,以加深對它的感性認識。

  常用的光敏電阻器型號有密封型的MG41、MG42、MG43和非密封型的MG45(售價便宜)。它們的額定功率均在200mW以下。

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( 發表人:龔婷 )

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