光敏电阻(随入射光的强弱而改变的电阻器)
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更新时间:2023-07-07
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光敏电阻,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点。光敏电阻可以用来测量光的强度,其值可以随入射光的增强而减小。因此,答案为:光敏电阻(随入射光的强弱而改变的电阻器)。光敏电阻
随入射光的强弱而改变的电阻器
基本信息
中文名 | 光敏电阻 |
外文名 | Photoresistor |
别名 | 光敏电阻器或光导管 |
原理 | 基于内光电效应 |
制作材料 | 硫化镉 |
简介
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
参数特性
主要参数
光敏电阻的主要参数是:(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。
(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)伏安特性曲线。在一定照度下,加在光敏电阻两端的电压与电流之间的关系称为伏安特性。在给定偏压下,光照度较大,光电流也越大。在一定的光照度下,所加的电压越大,光电流越大,而且无饱和现象。但是电压不能无限地增大,因为任何光敏电阻都受额定功率、最高工作电压和额定电流的限制。超过最高工作电压和最大额定电流,可能导致光敏电阻永久性损坏。
(8)额定功率。额定功率是指光敏电阻用于某种线路中所允许消耗的功率,当温度升高时,其消耗的功率就降低。
(9)指光敏电阻器从光照跃变开始到稳定亮电流的。
频率特性
当光敏电阻受到脉冲光照射时,光电流要经过一段时间才能达到稳定值,而在停止光照后,光电流也不立刻为零,这就是光敏电阻的时延特性。由于不同材料的光敏,电阻时延特性不同,所以它们的频率特性也不同。硫化铅的使用频率比硫化镉高得多,但多数光敏电阻的时延都比较大,所以,其不能用在要求快速响应的场合。
常用光敏电阻参数
规格 | 型号 | 最大电压 (VDC) | 最大功耗 (mW) | 环境温度 (℃) | 光谱峰值 (nm) | 亮电阻 (10Lux) (KΩ) | 暗电阻 (MΩ) | 100γ10 | 响应时间 mS | 照度电阻特性 | |
上升 | 下降 | ||||||||||
Φ3系列 | GL3516 | 100 | 50 | -30~+70 | 540 | 5-10 | 0.6 | 0.5 | 30 | 30 | 2 |
GL3526 | 100 | 50 | -30~+70 | 540 | 10-20 | 1 | 0.6 | 30 | 30 | 3 | |
GL3537-1 | 100 | 50 | -30~+70 | 540 | 20-30 | 2 | 0.6 | 30 | 30 | 4 | |
GL3537-2 | 100 | 50 | -30~+70 | 540 | 30-50 | 3 | 0.7 | 30 | 30 | 4 |
展开表格
原理
工作原理
光敏电阻的工作原理是基于光电效应。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—空空穴将合,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,电流就会随光强地增地而变大,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,也可加也可加电压。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
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—空穴对对地现使电阻率变小。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时时时电阻值(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、照相机的自动暴曝光彩色电视机的亮度自动控制电路等场合。
应用
概述
光敏电阻属半导体光敏器件,除具灵敏度高,反应速度快,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,可广泛应用于照相机,太阳能庭院灯,草坪灯,验钞机,石英钟,音乐杯,礼品盒,迷你小夜灯,光声控开关,路灯自动开关以及各种光控玩具,光控灯饰,灯具等光自动开关控制领域。下面给出几个典型应用电路。
调光电路
是一种典型的光控调光电路,其工作原理是:当周围光线变弱时引起光敏电阻的阻值增加,使加在电容C上的分压上升,进而使可控硅的导通角增大,达到增大照明灯两端电压的目的。反之,若周围的光线变亮,则RG的阻值下降,导致可控硅的导通角变小,照明灯两端电压也同时下降,使灯光变暗,从而实现对灯光照度的控制。
以光敏电阻为核心元件的带继电器控制输出的光控开关电路有许多形式,如自锁亮激发、暗激发及精密亮激发、暗激发等等,下面给出几种典型电路。
是一种精密的暗激发时滞继电器开关电路。其工作原理是:当照度下降到设置值时由于光敏电阻阻值上升使运放IC的反相端电位升高,其输出激发VT导通,VT的激励电流使继电器工作,常开触点闭合,常闭触点断开,实现对外电路的控制。
光敏电阻
光敏电阻
优缺点
优点
内部的光电效应和电极无关(光电二极管材有关),即可以使用直流电源
灵敏度和半导体材料、以及入射光的波长有关
环氧树脂胶封装(Coatedwithepoxy)可靠性好(Goodreliability)体积小(Smallvolume)灵敏度高(Highsensitivity)反应速度快(Quickresponse)光谱特性好(Goodspectrumcharacteristic)
缺点
分类
一、按半导体材料分:特征型光敏电阻、掺杂型光敏电阻。后者性能稳定,特性较好,故大都采用它。
二、根据光敏电阻的光谱特性,可分为三种光敏电阻器:
1、紫外光敏电阻器: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。
光敏电阻的检测
选用原则
硫化铅光敏电阻在较宽的光谱范围内均有较高的灵敏度,峰值在红外区域;硫化镉、硒化镉的峰值在可见光区域。因此,在选用光敏电阻时,应把光敏电阻的材料和光源的种类结合起来考虑,才能获得满意的效果
参考资料
[1]
光敏电阻的特性研究 · 中国知网[引用日期2020-06-19]
[2]
光敏电阻的检测 · 中国知网[引用日期2020-06-19]
[3]
光敏电阻的结构、原理及其应用 · 中国知网[引用日期2020-06-19]
[4]
光敏电阻及其应用 - 中国知网 · 中国知网2021-11-19[引用日期2021-11-19]