光敏电阻是什么 光敏电阻的分类及原理

发布时间：2022-08-12 13:59
作者：Ameya360
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　　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，其工作原理是基于内光电效应。光照愈强，阻值就愈低，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。光敏电阻的特殊性能，随着科技的发展将得到极其广泛应用。

　　光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，又称为光电导探测器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。还有另一种入射光弱，电阻减小，入射光强，电阻增大。

　　光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。

光敏电阻是什么 光敏电阻的分类及原理

　　（一）光敏电阻是什么

　　光敏电阻器（photovaristor）又叫光感电阻，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；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。

　　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。一般光敏电阻器结构如图所示。

　　（二）光敏电阻的分类

　　根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器：

　　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。

　　红外光敏电阻器：主要有硫化铅、碲化铅、硒化铅。锑化铟等光敏电阻器，广泛用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探测、红外光谱，红外通信等国防、科学研究和工农业生产中。

　　可见光光敏电阻器：包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、砷化镓、硅、锗、硫化锌光敏电阻器等。主要用于各种光电控制系统，如光电自动开关门户，航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭，自动给水和自动停水装置，机械上的自动保护装置和“位置检测器”，极薄零件的厚度检测器，照相机自动曝光装置，光电计数器，烟雾报警器，光电跟踪系统等方面。

　　（三）光敏电阻的材料及原理

　　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。

　　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。入射光消失后，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。


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　　光敏电阻(Light-Dependent Resistor，简称LDR)是一种常见的光敏元件，广泛应用于照明、摄影、自动控制等领域。它能根据光线的强弱改变其电阻值，从而实现对光的感知和控制。本文AMEYA360将介绍光敏电阻的工作原理以及常用的检测方法。　　一、光敏电阻的工作原理　　光敏电阻的工作原理基于半导体材料中载流子的产生和移动。典型的光敏电阻使用硫化锌(Zinc Sulfide)或硒化铟(Indium Selenide)等半导体材料制成。在暗处或低光照条件下，半导体材料中的电子和空穴很少被激发，并且几乎没有载流子的生成。　　当光照射到光敏电阻上时，光子的能量被吸收并转化为电子的激发能量。这些激发的电子会跃迁到价带，形成自由电子。同时，产生的空穴也会存在。这样，载流子的数量增加，从而导致半导体材料的电导率增加。　　根据光敏电阻的结构和材料，其电阻值会随着光照强度的变化而改变。一般情况下，光敏电阻在光照较强时电阻值较低，而在光照较弱或暗处时电阻值较高。这是因为光照越强，产生的载流子数量越多，电导性能越好，电阻值就越低。　　二、光敏电阻的检测方法　　1、电压测量法　　电压测量法是最常用的光敏电阻检测方法之一。它通过测量光敏电阻两端的电压来推断光照强度。基本原理是，当光敏电阻受到光照时，其电阻值减小，从而使通过光敏电阻的电流增加，引起电压降低。利用电压测量仪器(如万用表)可以测量出电压的变化，并通过校准曲线或计算公式将其转化为光照强度的数值。　　2、电流测量法　　电流测量法与电压测量法类似，但是通过测量光敏电阻上的电流来推断光照强度。使用电流表或电流测量仪器在电路中插入光敏电阻，通过测量电流的变化来确定光照强度。较大的电流值表示较强的光照，而较小的电流值表示较弱的光照。　　3、电阻测量法　　电阻测量法是一种直接测量光敏电阻电阻值的方法。使用万用表或电阻测量仪器直接测量光敏电阻的电阻值，并将其与预先确定的光照强度-电阻曲线进行比较或计算，以确定光照强度的数值。　　4、应用特定电路的检测方法　　除了常见的电压、电流和电阻测量法外，还可以根据具体应用场景设计特定的电路来检测光敏电阻。以下是几种常见的应用特定电路的检测方法：　　比较器电路：使用比较器将光敏电阻的电阻变化转换为输出信号的高低电平。当光敏电阻的电阻值超过设定阈值时，比较器输出高电平;当电阻值低于阈值时，输出低电平。这样可以实现对光照强度进行二进制判断或触发其他控制动作。　　电桥电路：将光敏电阻与其他已知电阻组成电桥电路。通过调节电桥电路中的其他电阻使电桥平衡，即两个相邻节点的电势相等。当光敏电阻受到光照时，其电阻值发生变化，导致电桥失去平衡，从而产生一个可测量的输出信号。通过测量输出信号的大小或改变电桥中的电阻值，可以确定光照强度。　　积分电路：将光敏电阻与电容器和运算放大器等组成积分电路。当光敏电阻受到光照时，其电阻值改变，导致电容器充放电速度的变化。通过测量电容器充放电时间或电压变化的速率，可以推断出光照强度。　　放大电路：使用运算放大器等放大光敏电阻的输出信号，提高检测灵敏度和解析度。放大电路通常会设计为可调节放大倍数的形式，以适应不同范围的光照强度。　　光敏电阻是一种能够根据光照强度变化而改变电阻值的光敏元件。通过利用光敏电阻的工作原理和不同的检测方法，我们可以实现对光照强度的感知和控制。常见的检测方法包括电压测量法、电流测量法、电阻测量法以及应用特定电路的检测方法。　　选择合适的检测方法取决于具体应用场景和需求。在设计和应用中，需要充分考虑光敏电阻的响应速度、灵敏度、线性范围以及环境条件等因素。通过合理选择和设计检测方法，可以有效地利用光敏电阻实现对光照强度的可靠检测和控制，满足不同领域的需求。
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　　光敏电阻器可以根据光敏电阻器的制作材料和光谱特性来分类。接下来，跟随AMEYA360电子元器件采购网将为您进行介绍！　　．按光敏电阻器的制作材料分类　　光敏电阻器按其制作材料的不同可分为多晶光敏电阻器和单晶光敏电阻器，还可分为硫化镉（CdS）光敏电阻器、硒化镉(CdSe) 光敏电阻器、硫硫化铅(PbS) 光敏电阻器、硒化铅(PbSe) 光敏电阻器、锑化铟(InSb) 光敏电阻器等多种。　　．按光谱特性分类　　光敏电阻器按其光谱特性可分为可见光光敏电阻器、紫外光光敏电阻器和红外光光敏电阻器。　　可见光光敏电阻器主要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中。　　紫外光光敏电阻器主要用于紫外线探测仪器。　　红外光光敏电阻器主要用于天文、军事等领域的有关自动控制系统中。　　光敏电阻器的主要参数　　光敏电阻器的主要参数有亮电阻（RL）、暗电阻（RD）、最高工作电压（VM）、亮电流（IL）、暗电流（ID）、时间常数、温度系数灵敏度等。　　．亮电阻  亮电阻是指光敏电阻器受到光照射时的电阻值。　　．暗电阻  暗电阻是指光敏电阻器在无光照射（黑暗环境）时的电阻值。　　．最高工作电压  最高工作电压是指光敏电阻器在额定功率下所允许承受的最高电压。　　．亮电流  视电流是指在无光照射时，光敏电阻器在规定的外加电压受到光照时所通过的电流。　　．暗电流  暗电流是指在无光照射时，光敏电阻器在规定的外加电压下通过的电流。　　．时间常数  时间常数是指光敏电阻器从光照跃变开始到稳定亮电流的63%时所需的时间。　　．电阻温度系数  温度系数是指光敏电阻器在环境温度改变1℃时，其电阻值的相对变化。　　．灵敏度  灵敏度是指光敏电阻器在有光照射和无光照射时电阻值的相对变化。
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光敏电阻起什么作用 主要参数有哪些
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    光敏电阻是用硫化镉或硒化镉等半导体材料制成的特殊电阻器，其工作原理是基于内光电效应。光照愈强，阻值就愈低，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。光敏电阻的特殊性能，随着科技的发展将得到极其广泛应用。    光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，又称为光电导探测器;入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。还有另一种入射光弱，电阻减小，入射光强，电阻增大。    光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化)。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器对光的敏感性(即光谱特性)与人眼对可见光(0.4~0.76)μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。设计光控电路时，都用白炽灯泡(小电珠)光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。    光敏电阻的作用：    1. 光敏电阻模块对环境光强最敏感，一般用来检测周围环境的亮度和光强。    2. 模块在无光条件或者光强达不到设定阈值时，DO 口输出高电平，当外界环境光强超过设定阈值时，模块D0 输出低电平。    3. 小板数字量输出D0 可以与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由此来检测环境的光强改变。    4. 小板模拟量输出AO 可以和AD 模块相连，通过AD 转换，可以获得环境光强更精准的数值。    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。    (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(用照度计测量光的强弱，其单位为拉克斯lx)。    (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。光敏电阻的暗阻和亮阻之间的比值大约为 1500：1，暗电阻的阻值越大其特性越好。暗电阻越大，亮电阻越小，它们的相对变化值越大，即亮电流越大，暗电流越 小，光敏电阻的灵敏度就越高。    (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。    (7)温度系数。光敏电阻的光电效应受温度影响较大，部分光敏电阻在低温下的光电灵敏较高，而在高温下的灵敏度则较低。    (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。    相信通过阅读上面的内容，大家对光敏电阻有了初步的了解，同时也希望大家在学习过程中，做好总结，这样才能不断提升自己的专业水平。
2022-09-06 09:20 阅读量：2565
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