光敏电阻介绍

时间：2024-02-02 10:42:25 晓凤资料我要投稿

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光敏电阻介绍

　　大家有没有想过为什么路灯白天不亮，天一黑就自动亮了呢？这其中涉及到一个元器件--光敏电阻，今天让小编来给大家介绍光敏电阻介绍。

　　光敏电阻介绍

　　光敏电阻（Photoresistor 或 Light-Dependent Resistor，简称 LDR）是一种特殊的电阻器，其电阻值会因入射光线的强度而发生变化。它们通常由半导体材料制成，如硫化镉（CdS）、硒（Se）、硫化铝（AlSx）、硫化铅（PbSx）和硫化铋（BiSx），并利用内光电效应来工作。当没有光线照射到光敏电阻上时，它们的电阻值较高，通常在千欧姆级别。一旦有光线照射，特别是特定波长的光，光敏电阻内部的半导体材料会产生自由电子和空穴对，这些载流子会在外加电场的驱动下移动，导致电阻值迅速降低。因此，光敏电阻能够用于检测光线的存在与否，并在光控电路和光信号检测电路中有广泛应用。

　　光敏电阻的外部可能有一层透明的树脂防潮膜或者金属管壳进行封装，以保护内部结构并防止水分侵入。在电路设计中，光敏电阻可以用作传感器，通过与外部元件（如电阻器和三极管）串联或并联来控制电路的状态。例如，在路灯的控制电路中，光敏电阻可以感知环境的光照强度，并根据这个信息来调节电灯的开闭。当光敏电阻的电阻值降至一定水平时，它可以触发电路中的三极管导通，从而点亮灯泡。

　　规格型号

　　通常，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“RL”、“RG”表示

　　光敏电阻常用硫化镉（CdS）制成。它分为环氧树脂封装和金属封装两款，同属于导线型（DIP型），环氧树脂封装光敏电阻按陶瓷基板直径分为3mm、4mm、5mm、7mm、11mm、12mm、20mm、25mm 。

　　原理

　　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，以免受潮影响其灵敏度。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。在光敏电阻两端的金属电极加上电压，其中便有电流通过，受到一定波长的光线照射时，电流就会随光强的增大而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，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。

　　结构原理

　　光敏电阻是用硫化隔或硒化隔等半导体材料制成的特殊电阻器，表面还涂有防潮树脂，具有光电导效应。光敏电阻的工作原理是基于内光电效应，即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。

　　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。当光敏电阻受到光照时，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，成为自由电子，同时产生空穴，电子—空穴对的出现使电阻率变小。光照愈强，光生电子—空穴对就越多，阻值就愈低。当光敏电阻两端加上电压后，流过光敏电阻的电流随光照增大而增大。入射光消失，电子—空穴对逐渐复合，电阻也逐渐恢复原值，电流也逐渐减小。

　　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。当有光照时，材料中激发出自由电子和空穴，其电阻值减小，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。

　　光敏电阻器的光照特性在大多数情况下是非线性的，只有在微小的范围内呈线性，光敏电阻器的电阻值有较大的离散性（电阻变化、范围大无规律）。

　　光敏电阻器的灵敏度是指光敏电阻器不受到光照是的电阻值（暗阻）和受到光照时电阻值（亮阻）的相对变化值。光敏电阻的暗阻和亮阻间阻值之比约为1500：1，暗阻值越大越好，使用时给其施加直流或交流偏压，MG型光敏电阻器适用于可见光。其主要用于各种自动控制电路、光电计数、光电跟踪、光控电灯、照相机的自动暴光及彩色电视机的亮度自动控制电路等场合。

　　光敏电阻的分类

　　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

　　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

　　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

　　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。

　　光敏电阻选型参数

　　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(用照度计测量光的强弱，其单位为拉克斯lx)。

　　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、最大工作电压