浅谈光敏电阻在当前的应用.doc

中国地质大学〔北京〕

课程期末考试

论文〔读书报告〕

课程名称：光电检测技术

学时：32

开课院系：地球物理与信息技术

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论文题目：浅谈光敏电阻在当前的应用

开课时间：2014.9

浅谈光敏电阻在当前的应用

前言：光电导器件是利用半导体材料的光电导效应制成的一种光电探测器件。所谓光电导效应是当材料受到光辐射后，材料的电导率发生变化的现象。对于每一种半导体或绝缘体来说，它们都有一定的光电导效应，但只有其中一局部材料经过特殊处理，掺进适当杂质，才有明显的光电导效应。本文讨论的光敏电阻器就是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器在生产生活领域的应用。

关键词：光电导器件光电导效应光敏电阻应用领域

正文：

一、光敏电阻的工作原理

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。在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，那么价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。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，受到波长的光线照射时，电流就会随光强的而变大，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。

二、光敏电阻结构

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。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。

三、主要参数与特性

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。

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。假设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。假设进一步增大光照强度，那么电阻值变化减小，然后逐渐趋向平缓。在大多数情况下，该特性为非线性。

6.伏安特性曲线。伏安特性曲线用来描述光敏电阻的外加电压与光电流的关系，对于光敏器件来说，其光电流随外加电压的增大而增大。

7．温度系数。光敏电阻的光电效应受温度影响较大，局部光敏电阻在低温下的光电灵敏较高，而在高温下的灵敏度那么较低。

四、光敏电阻在生产生活中的应用

光敏电阻属半导体光敏器件，除具灵敏度高，反响速度快，光谱特性及r值一致性好等特点外，在高温，多湿的恶劣环境下，还能保持高度的稳定性和可靠性，光敏电阻是器件中用的较广的一种,因此在自动控制、家用电器中得到广泛应用。例如在电视机中作亮度自动调节、照相机中作自动曝光、音乐石英钟中控制晚间不奏鸣报点,另外在路灯航标灯自动控制电路、卷带自停装置及防盗报警装置中起了重要作用。选用光敏电阻器时，应首先确定应用电路中所需光敏电阻器的光谱特性类型。假设是用于各种光电自动控制系统、电子照相机和光报警器等电子产品，那么应选取用可见光光敏电阻器；假设是用于红外信号检测及天文、军事等领域的有关自动控制系统、那么应选用红外光光敏电阻器；假设是用于紫外线探测等仪器中，那么应选用紫外光光敏电阻器。

1.Cds光敏电阻在相机中的应用〔闪光灯〕

图1

该电路是由测光电路和闪光电路组成，如图1所示。它适用于POPTICS(是一种普及型一体化相机)、富兰卡X-500、WIZEN-860S等相机。它由以下几局部电路组