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  • 光敏電阻的工作原理和結構介紹
    • 發布時間:2021-12-02 17:05:22
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    光敏電阻的工作原理和結構介紹
    光敏電阻是一種特殊的電阻,簡稱光電阻,又名光導管,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。光敏電阻除具靈敏度高,反應速度快,光譜特性及r值一致性好等特點外,在高溫,多濕的惡劣環境下,還能保持高度的穩定性和可靠性。下面將介紹其的原理:
    光敏電阻
    光敏電阻
    1.工作原理
    光敏電阻的工作原理是基于內光電效應。在半導體光敏材料兩端裝上電極引線,將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構成光敏電阻,為了增加靈敏度,兩電極常做成梳狀。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導體。通常采用涂敷、噴涂、燒結等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極,接出引線,封裝在具有透光鏡的密封殼體內,以免受潮影響其靈敏度。
    入射光消失后,由光子激發產生的電子—空穴對將復合,光敏電阻的阻值也就恢復原值。在光敏電阻兩端的金屬電極加上電壓,其中便有電流通過,受到一定波長的光線照射時,電流就會隨光強的增大而變大,從而實現光電轉換。光敏電阻沒有極性,純粹是一個電阻器件,使用時既可加直流電壓,也加交流電壓。半導體的導電能力取決于半導體導帶內載流子數目的多少。
    光敏電阻
    光敏電阻的工作原理圖
    在黑暗的環境下,它的阻值很高;當受到光照并且光輻射能量足夠大時,光導材料禁帶中的電子受到能量大于其禁帶寬度ΔEg 的光子激發,由價帶越過禁帶而躍遷到導帶,使其導帶的電子和價帶的空穴增加,電阻率變小。
    當光照射到光電導體上時,若光電導體為本征半導體材料,而且光輻射能量又足夠強,光導材料價帶上的電子將激發到導帶上去,從而使導帶的電子和價帶的空穴增加,致使光導體的電導率變大。為實現能級的躍遷,入射光的能量必須大于光導體材料的禁帶寬度Eg,即
    光敏電阻
    式中ν和λ—入射光的頻率和波長。
    一種光電導體,存在一個照射光的波長限λC,只有波長小于λC的光照射在光電導體上,才能產生電子在能級間的躍遷,從而使光電導體電導率增加。
    2.結構
    光敏電阻都制成薄片結構,以便吸收更多的光能。當它受到光的照射時,半導體片(光敏層)內就激發出電子—空穴對,參與導電,使電路中電流增強。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薄膜上蒸鍍金或銦等金屬形成的。一般光敏電阻器結構如右圖所示。
    光敏電阻
    金屬封裝的硫化鎘光敏電阻結構圖
    光敏電阻通常由光敏層、玻璃基片(或樹脂防潮膜)和電極等組成,在電路中通常用字母“R”或“RL”、“RG”表示。
    以上就是光敏電阻的工作原理與結構的介紹了。目前光敏電阻可廣泛應用于照相機,太陽能庭院燈,草坪燈,驗鈔機,石英鐘,音樂杯,禮品盒,迷你小夜燈,光聲控開關,路燈自動開關以及各種光控玩具,光控燈飾,燈具等光自動開關控制領域。
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