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时恒电子——光敏电阻的工作原理和作用

发布时间:2018/4/24    访问人数:434次

     你是否知道光敏电阻的定义吗,所谓的光敏电阻(photocell又称光敏电阻器(photoresistor or light-dependent resistor,后者缩写为ldr)或光导管(photoconductor),常用的制作材料为硫化镉,另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下,其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电,在外加电场的作用下作漂移运动,电子奔向电源的正极,空穴奔向电源的负极,从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。下面为大家介绍下光敏电阻原理,希望大家能够了解更多相关知识。

光敏电阻的工作原理和作用

光敏电阻的工作原理
      近日,时恒电子针对汽车用传感器研发的核心元件MF58、MF51、MF52系列NTC热敏电阻产品,通过了江苏省电子信息产品质量监督检验研究院的AEC-Q200测试。

 AEC-Q200是美国汽车电子协会(automotive electronics council, AEC),针对车载应用,汽车零部件,汽车车载电子实施标准规范,建立质量管理控制标准,提高车载电子的稳定性和标准化,对无源(被动)器件进行的应力测试。
 在传感器市场,NTC温度传感器对质量、安全等方面的要求远远高于普通传感器,时恒电子汽车用传感器核心元件通过AEC-Q200测试,标志着时恒电子所研发的系列热敏电阻的高可靠性完全符合AEC-Q200标准,达到国际一流的汽车级品质要求。
 据了解,时恒电子经过多年研究,此次推出的MF58、MF51、MF52系列NTC热敏电阻通过AEC-Q200测试,为国内首家企业,时恒电子已进行批量化生产。

光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线,将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻,为了增加灵敏度,两电极常做成梳状。用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极,接出引线,封装在具有透光镜的密封壳体内,以免受潮影响其灵敏度。

入射光消失后,由光子激发产生的电子—空穴对将复合,光敏电阻的阻值也就恢复原值。在光敏电阻两端的金属电极加上电压,其中便有电流通过,受到一定波长的光线照射时,电流就会随光强的增大而变大,从而实现光电转换。光敏电阻没有极性,纯粹是一个电阻器件,使用时既可加直流电压,也加交流电压。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。

光敏电阻的作用

光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化)。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器,它是由半导体材料制成的。光敏电阻器对光的敏感性(即光谱特性)与人眼对可见光(0.4~0.76)μm的响应很接近,只要人眼可感受的光,都会引起它的阻值变化。设计光控电路时,都用白炽灯泡(小电珠)光线或自然光线作控制光源,使设计大为简化。

  随着的光照强度的增加,光敏电阻的阻值开始迅速下降。若进一步增大光照强度,则电阻值变化减小,然后

  逐渐趋向平缓。在大多数情况下,该特性为非线性。 可见光敏电阻具有灵敏度高,反应速度快,

  稳定可靠的特点吗,根据光敏电阻的这个特性,可用它来设计光控可调光电路,光控开关等。

  1、暗电阻、亮电阻

  光敏电阻在室温和全暗条件下测得的稳定电阻值称为暗电阻,或暗阻。此时流过的电流称为暗电流。例如MG41-21型光敏电阻暗阻大于等于0.1M。

  光敏电阻在室温和一定光照条件下测得的稳定电阻值称为亮电阻或亮阻。此时流过的电流称为亮电流。MG41-21型光敏电阻亮阻小于等于1k。 亮电流与暗电流之差称为光电流。 显然,光敏电阻的暗阻越大越好,而亮阻越小越好,也就是说暗电流要小,亮电流要大,这样光敏电阻的灵敏度就高。

  2、伏安特性 在一定照度下,光敏电阻两端所加的电压与流过光敏电阻的电流之间的关系,

  称为伏安特性。

  3、光电特性

  光敏电阻的光电流与光照度之间的关系称为光电特性。如图2.6.3所示,光敏电阻的光电特性呈非线性。因此不适宜做检测元件,这是光敏电阻的缺点之一,在自动控制中它常用做开关式光电传感器。

  4、光谱特性

  对于不同波长的入射光,光敏电阻的相对灵敏度是不相同的。各种材料的光谱特性如图2.6.4所示。从图中看出,硫化镉的峰值在可见光区域,而硫化铅的峰值在红外区域,因此在选用光敏电阻时应当把元件和光源的种类结合起来考虑,才能获得满意的结果。

  5、频率特性

  当光敏电阻受到脉冲光照时,光电流要经过一段时间才能达到稳态值,光照突然消失时,光电流也不立刻为零。这说明光敏电阻有时延特性。由于不同材料的光敏电阻时延特性不同,所以它们的频率特性也不相同。图2.6.5给出相对灵敏度Kr,与光强变化频率f之间的关系曲线,可以看出硫化铅的使用频率比硫化铊高的多。但多数光敏电阻的时延都较大,因此不能用在要求快速响应的场合,这是光敏电阻的一个缺陷。

  光敏电阻 的检测:
  光敏电阻随入射光线的强弱其对应的阻值变化不是线性的,也就不能用它作光电的线性变换,这是使用者应注意的地方。初学者可购置一只光敏电阻器(MG45型),在夜间点一盏60~100W的白炽灯,用万用表直接测量光敏电阻器的阻值。测量时,应把光敏电阻对着白炽灯的光,再逐渐拉开与灯的距离(由近到远),观察万用表指示的阻值变化,可以直观验证光敏电阻的特牲,以加深对它的感性认识。

  常用的光敏电阻器型号有密封型的MG41、MG42、MG43和非密封型的MG45(售价便宜)。它们的额定功率均在200mW以下。时恒电子:http://www.shiheng.com.cn

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