解析光電傳感器器件之光敏電阻的結(jié)構(gòu)、原理及種類

　　利用物質(zhì)在光的照射下電導(dǎo)性能改變的內(nèi)光電效應(yīng)器件材料很多，例如，Si，Ge等本征半導(dǎo)體單晶體、多晶體;CdS，CdSe，PbO，InAs等化合物多晶體。這些材料均可制作光敏電阻(光導(dǎo)管)，其特點(diǎn)是在光線作用下，電阻值變小。

　　光敏電阻有很多優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高、體積小、質(zhì)量輕、光譜響應(yīng)范圍寬、機(jī)械強(qiáng)度高、耐沖擊和振動(dòng)，以及壽命長(zhǎng)。但是，它是純電阻元件，使用時(shí)需要有外部電源。另外，當(dāng)有電流通過(guò)它時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱。

　　光敏電阻的結(jié)構(gòu)及原理

　　光敏電阻又稱光導(dǎo)管，它是利用內(nèi)光電效應(yīng)原理而制成的。光敏電阻幾乎都是用半導(dǎo)體材料制成。光敏電阻在受到光的照射時(shí)，如果光子能量hv大于本征半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價(jià)帶中的電子吸收一個(gè)光子后就足以躍遷到導(dǎo)帶，并產(chǎn)生一個(gè)自由電子和一個(gè)自由空穴，從而使其導(dǎo)電性能增加，電阻值下降。光照停止，自由電子與空穴逐漸復(fù)合，電阻又恢復(fù)原值。

　　如果把光敏電阻連接到電路中，用光的照射就可以改變電路中電流的大小。

　　光敏電阻的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單， 它是涂于玻璃底板上的一薄層半導(dǎo)體物質(zhì)，半導(dǎo)體的兩端裝有金屬電極。金屬電極與半導(dǎo)體層保持著可靠的電接觸，再將涂有半導(dǎo)體物質(zhì)的玻璃板壓入塑料盒內(nèi)。金屬電極與引出線端相連接，光敏電阻就通過(guò)引出線端接入電路。為了防止周圍介質(zhì)的影響，在半導(dǎo)體光敏層上覆蓋了一層漆膜。漆膜的成分選擇應(yīng)該使它在光敏層最敏感的波長(zhǎng)范圍內(nèi)透射率最大。

　　并非一切純半導(dǎo)體都顯示出光電特性。對(duì)于不具備這一條件的物質(zhì)可以加入雜質(zhì)使其產(chǎn)生光電效應(yīng)特性。用來(lái)產(chǎn)生這種效應(yīng)的物質(zhì)是由金屬的硫化物、硒化物、碲化物等組成。如硫化鎘、硫化鉛、硫化鉈、硫化鉍、硒化鎘、硒化鉛、碲化鉛等。

　　光敏電阻的使用取決于它的一系列特性，如暗電流、亮電流、光電流、光敏電阻的伏安特性、光照特性、光譜特性、頻率特性、溫度特性等，以及光敏電阻的靈敏度、時(shí)間常數(shù)和最佳工作電壓等。

　　光敏電阻由于具有很高的靈敏度、很好的光譜特性、很長(zhǎng)的使用壽命、高度的穩(wěn)定性能、很小的體積、以及簡(jiǎn)單的制造工藝，被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化技術(shù)中。

　　光敏電阻的種類

　　1.硫化鎘光敏電阻

　　硫化鎘光敏電阻是在可見(jiàn)光區(qū)使用最廣泛的一種，它具有很高的靈敏度。

　　2.硒化鎘光敏電阻

　　硒化鎘光敏電阻具有比硫化鎘更寬的光譜響應(yīng)范圍，其光譜響應(yīng)曲線如下圖所示。硒化鎘光敏電阻有比硫化鎘光敏電阻更快的響應(yīng)速度。通常比硫化鎘快10倍左右。硒化鎘光敏電阻的主要缺點(diǎn)：其靈敏度隨工作溫度變化較大，低照度下靈敏度低。

　　3.幾種紅外光敏電阻

　　如硫化鉛(PbS)、硒化鉛(PbSe)、碲化鉛(PbTe)、鍺光敏電阻和銻化銦等都是常在1〜10pm范圍內(nèi)使用的紅外光電器件