光敏電阻(photoresistor or light-dependent resistor,后者縮寫為ldr)或光導(dǎo)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(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電,在外加電場的作用下作漂移運(yùn)動,電子奔向電源的正極,空穴奔向電源的負(fù)極,從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。
光敏電阻是用硫化鎘或硒化鎘等半導(dǎo)體材料制成的特殊電阻器,其工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。光照愈強(qiáng),阻值就愈低,隨著光照強(qiáng)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(shí),呈高阻狀態(tài),暗電阻一般可達(dá)1.5MΩ。光敏電阻的特殊性能,隨著科技的發(fā)展將得到極其廣泛應(yīng)用。 [1] 光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器,又稱為光電導(dǎo)探測器;入射光強(qiáng),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(qiáng),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(zhuǎn)換(將光的變化轉(zhuǎn)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(dǎo)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(yīng)很接近,只要人眼可感受的光,都會引起它的阻值變化。設(shè)計(jì)光控電路時(shí),都用白熾燈泡(小電珠)光線或自然光線作控制光源,使設(shè)計(jì)大為簡化。
通常,光敏電阻器都制成薄片結(jié)構(gòu),以便吸收更多的光能。當(dāng)它受到光的照射時(shí),半導(dǎo)體片(光敏層)內(nèi)就激發(fā)出電子—空穴對,參與導(dǎo)電,使電路中電流增強(qiáng)。為了獲得高的靈敏度,光敏電阻的電極常采用梳狀圖案,它是在一定的掩膜下向光電導(dǎo)薄膜上蒸鍍金或銦等金屬形成的。一般光敏電阻器結(jié)構(gòu)如右圖所示。光敏電阻器通常由光敏層、玻璃基片(或樹脂防潮膜)和電極等組成。光敏電阻器在電路中用字母“R”或“RL”、“RG”表示光敏電阻常用硫化鎘(CdS)制成。它分為環(huán)氧樹脂封裝和金屬封裝兩款,同屬于導(dǎo)線型(DIP型),環(huán)氧樹脂封裝光敏電阻按陶瓷基板直徑分為?3mm、?4mm、?5mm、?7mm、?11mm、?12mm、?20mm、?25mm 。
光敏電阻的主要參數(shù)是:(1)光電流、亮電阻。光敏電阻器在一定的外加電壓下,當(dāng)有光照射時(shí),流過的電流稱為光電流,外加電壓與光電流之比稱為亮電阻,常用“100LX”表示。(2)暗電流、暗電阻。光敏電阻在一定的外加電壓下,當(dāng)沒有光照射的時(shí)候,流過的電流稱為暗電流。外加電壓與暗電流之比稱為暗電阻,常用“0LX”表示(用照度計(jì)測量光的強(qiáng)弱,其單位為拉克斯lx)。(3)靈敏度。靈敏度是指光敏電阻不受光照射時(shí)的電阻值(暗電阻)與受光照射時(shí)的電阻值(亮電阻)的相對變化值。(4)光譜響應(yīng)。光譜響應(yīng)又稱光譜靈敏度,是指光敏電阻在不同波長的單色光照射下的靈敏度。若將不同波長下的靈敏度畫成曲線,就可以得到光譜響應(yīng)的曲線。(5)光照特性。光照特性指光敏電阻輸出的電信號隨光照度而變化的特性。從光敏電阻的光照特性曲線可以看出,隨著的光照強(qiáng)度的增加,光敏電阻的阻值開始迅速下降。若進(jìn)一步增大光照強(qiáng)度,則電阻值變化減小,然后逐漸趨向平緩。在大多數(shù)情況下,該特性為非線性。(6)伏安特性曲線。在一定照度下,加在光敏電阻兩端的電壓與電 流之間的關(guān)系稱為伏安特性。在給定偏壓下,光照度 較大,光電流也越大。在一定的光照度下,所加的電 壓越大,光電流越大,而且無飽和現(xiàn)象。但是電壓不 能無限地增大,因?yàn)槿魏喂饷綦娮瓒际茴~定功率、最 高工作電壓和額定電流的限制。超過最高工作電壓 和最大額定電流,可能導(dǎo)致光敏電阻永久性損壞。 [1] (7)溫度系數(shù)。光敏電阻的光電效應(yīng)受溫度影響較大,部分光敏電阻在低溫下的光電靈敏較高,而在高溫下的靈敏度則較低。(8)額定功率。額定功率是指光敏電阻用于某種線路中所允許消耗的功率,當(dāng)溫度升高時(shí),其消耗的功率就降低。(9)指光敏電阻器從光照躍變開始到穩(wěn)定亮電流的。