Question

光敏电阻的工作原理

Answer 1

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。

Answer 2

Answer 3