1、光敏電阻是光電導(dǎo)型器件。 光敏電阻材料：主要是硅、鍺和化合物半導(dǎo)體，例如：硫化鎘（CdS），銻化銦（InSb）等。,第三節(jié)：半導(dǎo)體光電檢測器件,一. 光敏電阻的結(jié)構(gòu)與工作原理,光敏電阻結(jié)構(gòu)：在一塊均勻光電導(dǎo)體兩端加上電極，貼在硬質(zhì)玻璃、云母、高頻瓷或其他絕緣材料基板上，兩端接有電極引線，封裝在帶有窗口的金屬或塑料外殼內(nèi)。 工作機理：當(dāng)入射光子使半導(dǎo)體中的電子由價帶躍遷到導(dǎo)帶時，導(dǎo)帶中的電子和價帶中的空穴均參與導(dǎo)電，其阻值急劇減小，電導(dǎo)增加。,光電檢測器件,注意：必須在適當(dāng)波長的光的照射下，阻值才會變小，從而使回路電流變大，負(fù)載上壓降增加，即它的等效回路中應(yīng)有反映入射光信號的電流源，與一般的電阻

2、器有所不同，故而稱之為光電導(dǎo)器件。,光電流,光敏電阻兩端加電壓（直流或交流）無光照時，阻值（暗電阻）很大，電流（暗電流）很小；光照時，光生載流子迅速增加，阻值（亮電阻）急劇減少在外場作用下，光生載流子沿一定方向運動，形成光電流（亮電流）。 光電流：亮電流和暗電流之差； I光 = IL - Id,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。,光敏電阻演示,當(dāng)光敏電阻受到光照時，光生電子空穴對增加，阻值減小，電流增大。,暗電流（越小越好）,光敏電阻 (LDR) 和它的符號：,符號,光敏電阻,2、幾種典型的光敏電阻（見書P72）,二光敏電阻的特性

3、參數(shù) 1、增益G 2、靈敏度 光電導(dǎo)靈敏度Sg：光電導(dǎo)g與輸入光照度E之比； 電阻靈敏度SR：Rd為暗電阻，RL為亮電阻 比靈敏度：單位通量與電壓下所產(chǎn)生的光電流。,（1）,（2）,量子產(chǎn)額,3、光電特性 式中A為光敏材料決定的常數(shù)；U為電源電壓； 為入射光通量 為0.51之間的系數(shù)。,I光,E,=1,0.5,弱光照，線性光電導(dǎo)。,強光照，拋物線光電導(dǎo)。,4、伏安特性（一定光照下，光敏電阻的 光電流與所加電壓關(guān)系）,光電流,電壓,額定功耗線,100lx,E=0,10lx,1.符合歐姆定律 2.設(shè)計時不應(yīng)使電阻的實際功耗超過額定值,5、溫度特性,相對光電導(dǎo),T,1000lx,100lx,10lx

4、,溫度特性與光電導(dǎo)材料有密切的關(guān)系 光敏電阻的相對光電導(dǎo)率隨溫度升高而下降，在溫度變化大的情況下應(yīng)采取制冷措施。 降低或控制光敏電阻的工作溫度是提高光敏電阻工作穩(wěn)定性的有效辦法，尤其是對紅外輻射的領(lǐng)域。,6、時間頻率響應(yīng),相對輸出,頻率,硒,硫化鎘,硫化鉈,硫化鉛,時間常數(shù)大，上限頻率低,7、噪聲,閃爍噪聲,產(chǎn)生復(fù)合噪聲,熱噪聲,1KHz,1MHz,工作在不同頻率下所表現(xiàn)的主要噪聲不同。,主要噪聲：閃爍噪聲,8、前歷效應(yīng)：光敏電阻的時間特性與工作前歷史有關(guān)的一種現(xiàn)象。具體表現(xiàn)在穩(wěn)定光照下阻值的明顯漂移。,四、光敏電阻的優(yōu)缺點 1、優(yōu)點：靈敏度高，工作電流大，光譜響應(yīng)范圍與所測光強范圍寬、無極性使用方便； 2、缺點：響應(yīng)時間長、頻率特性差、強光線性差、受溫度影響大等。 3、主要應(yīng)用在紅外的弱光探測與開關(guān)控制。（照相機的電子快門）,光電檢測器件,五、應(yīng)用 各種自動控制電路（如自動照明燈控制電路、自動報警電路），家用電器及各種測量儀器中（電視機中的亮度自動調(diào)節(jié)、照相機中的自動曝光控制等）。,光敏電阻的應(yīng)用,基本功能：根據(jù)自然光的情況決定是否開燈。,光電檢測器件,電子快門常用于電子程序快門的照相機中，其中測光器件常采用與人眼光譜響應(yīng)接近的硫化鎘(CdS)光敏電阻。 照相機曝光控制電路是由