光敏电阻的工作原理

某些物质吸收了光子的能量后，产生本征吸收或杂质吸收，从而改变了物质电导率的现象称为物质的光电导效应。利用具有光电导效应的材料可以制成电导( 或电阻) 随入射光度量变化器件，称为光电导器件或光敏电阻。光敏电阻的结构 光敏电阻的基本结构如图1所示，最下面是陶瓷基板,两侧使用两只金属电极接成引脚。光敏电阻的外部包裹着一层透明树脂防潮膜,在起到能透射光线作用的同时,还能起到加固的作用,同时起到防潮的目的。它的两片金属电极互相交,呈梳齿形状交错。半导体光敏层均匀分布在波纹状的梳齿间隙里。这一层很薄的半导体光敏层,是通过涂抹、喷涂或烧结在陶瓷基板上形成。这种制作一方面可保证较大的受光表面,又可以减小电极之间的距离,同时也能提高该器件的灵敏度。光敏电阻的工作原理。图中，在光敏电阻的两极间加上一定电压V，当光照射在光敏电阻上时，其内部被束缚的电子吸收光子能量成为自由电子，并留下空穴。光激发的电子—空穴对在外电场的作用下同时参与导电，从而改变了光敏电阻的导电性能。 随着光强的增加其导电性能变好，即光敏电阻的电导率增加，流过其内的电流(光电流)增加，其本身的电阻值减小。随着光强的减小，其导电性能变坏，即光敏电阻的电导率减小，流过其内的电流(光电流)减小，其本身的电阻值增加。光敏电阻的分类 光敏电阻有两种分类方法。 1)按半导体材料分：a.本征型光敏电阻：b.掺杂型光敏电阻。后者性能稳定，特性较好，故目前大都采用它。 2)按光潜特性及最佳工作波长范围分：a.对紫外光敏感的光敏感电阻，如硫化镉和硒化镉等。b.对可见光敏感的光敏电阻，如硫化铊等。c.对红外光敏感的光敏电阻，如硫化铅等。光敏电阻的优缺点 光敏电阻与其它半导体光电器件相比，有以下优点: ①其光谱响应范围相当宽 ②工作电流大，可达数毫安 ③所测光强范围宽，既可测强光，也可测弱光 ④灵敏度高，光导电增益大于1 ⑤偏置电压低，无极性之分，使用方便。 缺点是: ①在强光照射下光电转换线性较差②光电驰豫过程较长，驰豫过程即光照后，半导体的光电导随光照时间逐渐上升，经一段时间到达定态值.光照停止后，光电导逐渐下降 ③频率响应(器件检测变化很快的光信号的能力)很低。

经查询有关资料以及和专业人士交流可以知道，它指在相等光功率和规定反向偏压下，光谱响应曲线上，不小于最大幅度10%所对应的波长范围。 ICE2QR2280Z对不同波长的光，光电二极管的反应灵敏度是不同的。比如2CU2型管的响应波长范围为0.4～1. lt/m。

光电二极管对入射光信号的反应速度，用响应时间来表示。响应时间(r)有开通时间、上升时间和衰减时间。响应时间越短，说明光电二极管将光信号变成电信号的速度就越快，也就是光电二极管的工作频率越高。比如，2CU2B型光电二极管的上升时间不超过5ns；下降时间不超过50ns。2CU82型红外光电二极管的响应时间小于5ns。

它是指在无光照和规定的反向偏压下，被测光电二极管两端的电容值。结电容同PN结的面积和所加反向电压有关，结面积越大，结电容也越大。PN结上所加反向电压增大，结电容减小，当反向电压大于15V时，结电容几乎不随电压增大而减小。结电容越小，工作频率越高，响应时间越短。比如，2DU2A型管的结电容

(Cj)小于8pF，2CU5B型光电二极管的结电容Cj小于或等于2pF。

叠层器件光谱窄的原因是光敏材料的吸收峰较窄。

1、主要原因在于有机光敏材料虽然具有较强的吸光能力，但是其吸收光谱范围非常窄。

2、任何单一材料的半导体材料的光电响应光谱范围与太阳光谱相比都太窄，只能转换太阳光谱中一定范围的光能，降低了效率。

---