詳解光敏電阻原理

2021-01-19 動圖機械

光敏電阻的工作原理和結構
        當光照射到光電導體上時，若光電導體為本徵半導體材料，而且光輻射能量又足夠強，光導材料價帶上的電子將激發到導帶上去，從而使導帶的電子和價帶的空穴增加，致使光導體的電導率變大。為實現能級的躍遷，入射光的能量必須大於光導體材料的禁帶寬度Eg，即

式中ν和λ—入射光的頻率和波長。
      一種光電導體，存在一個照射光的波長限λC，只有波長小於λC的光照射在光電導體上，才能產生電子在能級間的躍遷，從而使光電導體電導率增加。
        光敏電阻的結構如圖所示。管芯是一塊安裝在絕緣襯底上帶有兩個歐姆接觸電極的光電導體。光導體吸收光子而產生的光電效應，只限於光照的表面薄層，雖然產生的載流子也有少數擴散到內部去，但擴散深度有
限，因此光電導體一般都做成薄層。為了獲得高的靈敏度，光敏電阻的電極一般採用硫狀圖案，結構見下圖。

金屬封裝的硫化鎘光敏電阻結構圖
它是在一定的掩模下向光電導薄膜上蒸鍍金或銦等金屬形成的。這種硫狀電極，由於在間距很近的電極之間有可能採用大的靈敏面積，所以提高了光敏電阻的靈敏度。圖（c）是光敏電阻的代表符號。

a                                 b                     c

CdS光敏電阻的結構和符號
1--光導層; 
2--玻璃窗口;
3--金屬外殼;
4--電極;
5--陶瓷基座;
6--黑色絕緣玻璃; 7--電阻引線。

      光敏電阻的靈敏度易受溼度的影響，因此要將導光電導體嚴密封裝在玻璃殼體中。如果把光敏電阻連接到外電路中，在外加電壓的作用下，用光照射就能改變電路中電流的大小，其連線電路如圖所示。
        光敏電阻具有很高的靈敏度，很好的光譜特性，光譜響應可從紫外區到紅外區範圍內。而且體積小、重量輕、性能穩定、價格便宜，因此應用比較廣泛。


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