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光敏电阻的原理及其应用

 的工作原理是:基于它的光电效应,当光线透过树脂膜和梳齿间隙照射到半导体光敏层上,半导体满带(价带)中的电子吸收一个光子的能量后,就可由半导体的满带跃迁到半导体的导带,产生电子一空穴对,即在满带中产生一个带正电荷的空穴,在导带中产生一个带负电荷的自由电子,在外加电场的作用下,自由电子奔向的正极,空穴奔向的负极,形成并参与导电,使电流增大。这时用如图所示的电路进行实验,会被点亮。用检测光敏的值,其很小,一般仅为800Ω~70kΩ左右。  

 而当入射光线消失后,由光子激发产生的电子—空穴对进行复合,使电路的电流减小,同时光敏电阻的电阻变得很大,一般可达1MΩ以上。

 以上分析为两种极端情况,要么光线很强,要么光线很弱,实际光敏电阻的电阻及电流都是随入射光线强弱变化而变化的,当入射光线增强时,电阻变小、电流变大;当入射光线减弱时,电阻变大、电流变小。可用下列公式来表达光敏电阻的电流与入射光线强弱的变化关系:I=KUaLb式中I为通过光敏电阻的电流;U为外加的工作;L为入射到光敏电阻上的光线照度;K为比例系数:a为电压指数(一般接近于1);b为照度指数。

 另外,为了增强光敏电阻的灵敏度,特将金属电极制作成梳状,利用互相交错的梳齿,来增长正、负电极的交界线,使在同样的入射光线条件下,能够产生更多的电子一空穴对。

 光敏电阻的灵敏度不但与入射光线的强度有关,而且还与入射光线的波长有关。根据光敏电阻的光谱特性,可分为三种光敏电阻:一是红外光敏电阻,对红外线比较灵敏,半导体光敏层的材质主要有:硫化铅、碲化铅、硒化铅,锑化铟等,主要用于红外线探测;二是紫外光敏电阻,对紫外线比较灵敏,半导体光敏层的材质主要有:硫化镉、硒化镉等,主要用于紫外线探测;三是可见光光敏电阻,对可见光比较灵敏,半导体光敏层的材质主要有:硫化镉、硒化镉、碲化镉、砷化镓、硫化锌等,主要用于各种光控电路及光控装置。如光控路灯、光控航标灯、光控窗帘、光控塑料大棚、光控火灾报警器、光控防盗报警器、照相机自动曝光装置、自动给水和停水装置以及光电计数器、光电温度计等。同时需要说明,光敏电阻没有极性,属纯电阻型器件,它既可用于直流电路,也可用于交流电路。

光敏电阻实验电路


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