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你是否知道光敏電阻的定義嗎,所謂的光敏電阻(photocell又稱光敏電阻器(photoresistor or light-dependent resistor,后者縮寫為ldr)或光導(dǎo)管(photoconductor),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。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電,在外加電場的作用下作漂移運(yùn)動,電子奔向電源的正極,空穴奔向電源的負(fù)極,從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。下面為大家介紹下光敏電阻原理,希望大家能夠了解更多相關(guān)知識。
光敏電阻的工作原理和作用
光敏電阻的工作原理
近日,時恒電子針對汽車用傳感器研發(fā)的核心元件MF58、MF51、MF52系列NTC熱敏電阻產(chǎn)品,通過了江蘇省電子信息產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院的AEC-Q200測試。
AEC-Q200是美國汽車電子協(xié)會(automotive electronics council,
AEC),針對車載應(yīng)用,汽車零部件,汽車車載電子實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,建立質(zhì)量管理控制標(biāo)準(zhǔn),提高車載電子的穩(wěn)定性和標(biāo)準(zhǔn)化,對無源(被動)器件進(jìn)行的應(yīng)力測試。
在傳感器市場,NTC溫度傳感器對質(zhì)量、安全等方面的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通傳感器,時恒電子汽車用傳感器核心元件通過AEC-Q200測試,標(biāo)志著時恒電子所研發(fā)的系列熱敏電阻的高可靠性完全符合AEC-Q200標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到國際一流的汽車級品質(zhì)要求。
據(jù)了解,時恒電子經(jīng)過多年研究,此次推出的MF58、MF51、MF52系列NTC熱敏電阻通過AEC-Q200測試,為國內(nèi)首家企業(yè),時恒電子已進(jìn)行批量化生產(chǎn)。
光敏電阻的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。在半導(dǎo)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(gòu)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(dǎo)體。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)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(nèi),以免受潮影響其靈敏度。
入射光消失后,由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子—空穴對將復(fù)合,光敏電阻的阻值也就恢復(fù)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(qiáng)的增大而變大,從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)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(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶內(nèi)載流子數(shù)目的多少。
光敏電阻的作用
光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換(將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化)。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器,它是由半導(dǎo)體材料制成的。光敏電阻器對光的敏感性(即光譜特性)與人眼對可見光(0.4~0.76)μm的響應(yīng)很接近,只要人眼可感受的光,都會引起它的阻值變化。設(shè)計光控電路時,都用白熾燈泡(小電珠)光線或自然光線作控制光源,使設(shè)計大為簡化。
隨著的光照強(qiáng)度的增加,光敏電阻的阻值開始迅速下降。若進(jìn)一步增大光照強(qiáng)度,則電阻值變化減小,然后
逐漸趨向平緩。在大多數(shù)情況下,該特性為非線性。 可見光敏電阻具有靈敏度高,反應(yīng)速度快,
穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)嗎,根據(jù)光敏電阻的這個特性,可用它來設(shè)計光控可調(diào)光電路,光控開關(guān)等。
1、暗電阻、亮電阻
光敏電阻在室溫和全暗條件下測得的穩(wěn)定電阻值稱為暗電阻,或暗阻。此時流過的電流稱為暗電流。例如MG41-21型光敏電阻暗阻大于等于0.1M。
光敏電阻在室溫和一定光照條件下測得的穩(wěn)定電阻值稱為亮電阻或亮阻。此時流過的電流稱為亮電流。MG41-21型光敏電阻亮阻小于等于1k。 亮電流與暗電流之差稱為光電流。 顯然,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。
2、伏安特性 在一定照度下,光敏電阻兩端所加的電壓與流過光敏電阻的電流之間的關(guān)系,
稱為伏安特性。
3、光電特性
光敏電阻的光電流與光照度之間的關(guān)系稱為光電特性。如圖2.6.3所示,光敏電阻的光電特性呈非線性。因此不適宜做檢測元件,這是光敏電阻的缺點(diǎn)之一,在自動控制中它常用做開關(guān)式光電傳感器。
4、光譜特性
對于不同波長的入射光,光敏電阻的相對靈敏度是不相同的。各種材料的光譜特性如圖2.6.4所示。從圖中看出,硫化鎘的峰值在可見光區(qū)域,而硫化鉛的峰值在紅外區(qū)域,因此在選用光敏電阻時應(yīng)當(dāng)把元件和光源的種類結(jié)合起來考慮,才能獲得滿意的結(jié)果。
5、頻率特性
當(dāng)光敏電阻受到脈沖光照時,光電流要經(jīng)過一段時間才能達(dá)到穩(wěn)態(tài)值,光照突然消失時,光電流也不立刻為零。這說明光敏電阻有時延特性。由于不同材料的光敏電阻時延特性不同,所以它們的頻率特性也不相同。圖2.6.5給出相對靈敏度Kr,與光強(qiáng)變化頻率f之間的關(guān)系曲線,可以看出硫化鉛的使用頻率比硫化鉈高的多。但多數(shù)光敏電阻的時延都較大,因此不能用在要求快速響應(yīng)的場合,這是光敏電阻的一個缺陷。
光敏電阻
的檢測:
光敏電阻隨入射光線的強(qiáng)弱其對應(yīng)的阻值變化不是線性的,也就不能用它作光電的線性變換,這是使用者應(yīng)注意的地方。初學(xué)者可購置一只光敏電阻器(MG45型),在夜間點(diǎn)一盞60~100W的白熾燈,用萬用表直接測量光敏電阻器的阻值。測量時,應(yīng)把光敏電阻對著白熾燈的光,再逐漸拉開與燈的距離(由近到遠(yuǎn)),觀察萬用表指示的阻值變化,可以直觀驗(yàn)證光敏電阻的特牲,以加深對它的感性認(rèn)識。
常用的光敏電阻器型號有密封型的MG41、MG42、MG43和非密封型的MG45(售價便宜)。它們的額定功率均在200mW以下。時恒電子:http://www.shiheng.com.cn