光敏电阻的原理及应用.ppt

光敏电阻的特性测量及应用光敏电阻的特性测量及应用光敏电阻的原理光敏电阻的原理在黑暗环境里，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，则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增加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。进射光消失后，由光子激发产生的电子空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。一一 基本特性及其主要参数基本特性及其主要参数1、暗电阻、亮电阻、暗电阻、亮电阻光光敏电阻在室温顺全暗条件下测得的稳定电阻值称为暗电阻，或暗阻。此时流过的电流称为暗电流。光敏电阻在室温顺一定光照条件下测得的稳定电阻值称为亮电阻或亮阻。此时流过的电流称为亮电流。2、伏安特性、伏安特性在一定照度下，光敏电阻两端所加的电压与流过在一定照度下，光敏电阻两端所加的电压与流过光敏电阻的电流之间的关系，称为伏安特性光敏电阻的电流之间的关系，称为伏安特性。光敏电阻伏安特性近似直线，而且没有饱象光敏电阻伏安特性近似直线，而且没有饱象如下图所示如下图所示3.光电特性光电特性光敏电阻的光电流与光照度之间的关系称为光电特光敏电阻的光电流与光照度之间的关系称为光电特性。如图性。如图3所示，光敏电阻的光电特性呈非线性。因所示，光敏电阻的光电特性呈非线性。因此不适宜做检测元件，这是光敏电阻的缺点之一，此不适宜做检测元件，这是光敏电阻的缺点之一，在自动控制中它常用做开关式光电传感器。在自动控制中它常用做开关式光电传感器。4、光谱特性、光谱特性对于不同波长的对于不同波长的进射光，光敏电阻的进射光，光敏电阻的相对灵敏度是不相同相对灵敏度是不相同的。各种材料的光谱的。各种材料的光谱特性如图特性如图4所示。从图所示。从图中看出，硫化镉的峰中看出，硫化镉的峰值在可见光区域，而值在可见光区域，而硫化铅的峰值在红外硫化铅的峰值在红外区域，因此在选用光区域，因此在选用光敏电阻时应当把元件敏电阻时应当把元件和光源的种类结合起和光源的种类结合起5、频率特性频率特性当光敏电阻受到脉冲光照时，光电流要经过一当光敏电阻受到脉冲光照时，光电流要经过一段时间才能达到稳态值，光照忽然消失时，光电流段时间才能达到稳态值，光照忽然消失时，光电流也不立即为零。这说明光敏电阻有时延特性。由于也不立即为零。这说明光敏电阻有时延特性。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相同。下图给出相对灵敏度率特性也不相同。下图给出相对灵敏度Kr，与光强，与光强变化频率变化频率f之间的关系曲线，可以看出硫化铅的使用之间的关系曲线，可以看出硫化铅的使用频率比硫化铊高的多。但多数光敏电阻的时延都较频率比硫化铊高的多。但多数光敏电阻的时延都较大，因此不能用在要求快速响应的场合，这是光敏大，因此不能用在要求快速响应的场合，这是光敏电阻的一个缺陷。电阻的一个缺陷。6、温度特性、温度特性光敏电阻和其他半导体光敏电阻和其他半导体器件一样，受温度影响较大，器件一样，受温度影响较大，当温度升高时，它的暗电阻当温度升高时，它的暗电阻会下降。温度的变化对光谱会下降。温度的变化对光谱特性也有很大影响。图特性也有很大影响。图6是硫是硫化铅光敏电阻的光谱温度特化铅光敏电阻的光谱温度特性曲线。从图中可以看出，性曲线。从图中可以看出，它的峰值随着温度上升向波它的峰值随着温度上升向波是非的方向移动。因此，有是非的方向移动。因此，有时为了进步灵敏度，或为了时为了进步灵敏度，或为了能接受远红外光而采取降温能接受远红外光而采取降温措施。措施。二二 光敏电阻的特性测量光敏电阻的特性测量1 实验原理实验原理在光照下，光敏电阻的电导率的改变量为：在光照下，光敏电阻的电导率的改变量为：2.实验装置图实验装置图