光电子技术王俊波光敏电阻.ppt

一、原理及结构 光敏电阻阻值对光照特别敏感，是一种典型的利用光电导效应制成的光电探测器件。 对于本征型，可用来检测可见光和近红外辐射 对于非本征型可以检测波长很长的辐射 组成：它由一块涂在绝缘基底上的光电导材料薄膜和两端接有两个引线，封装在带有窗口的金属或塑料外壳内。电极和光电导体之间呈欧姆接触。 三种形式 ⑴梳状式 玻璃基底上蒸镀梳状金属膜而制成；或在玻璃基底上面蚀刻成互相交叉的梳状槽，在槽内填入黄金或石墨等导电物质，在表面再敷上一层光敏材料。如图所示。 ⑵刻线式 在玻璃基片上镀制一层薄的金属箔，将其刻划成栅状槽，然后在槽内填入光敏电阻材料层后制成。其结构如下图所示。 二、特性参数 1、光电流及增益 增益可理解为：样品中每产生一个光生载流子所构成的流入外电路的载流子数。 增益系数：光电流与入射光引起的单位时间电荷量的比值。 由上式可知： 2.光电导灵敏度 注意：灵敏度与光电增益的区别 3、光电特性： 强光照下光电特性的分析： 光照增强的同时，载流子浓度不断的增加，同时光敏电阻的温度也在升高，从而导致载流子运动加剧，因此复合几率也增大，光电流呈饱和趋势。（冷却可以改善） 4、伏安特性： 说明： 5、温度特性： 6．前历效应 亮态前历效应： 光敏电阻测试或工作前已处于亮态，当照度与工作时所要达到的照度不同时，所出现的一种滞后现象。 7、暗电阻和暗电流： 8、时间频率响应： 9、噪声特性： 10、光谱特性：相对灵敏度与波长的关系 红外区光敏电阻的光谱特性 三、光敏电阻的特点 1、优点： 2、不足： 四、光敏电阻的电路 1、基本偏置电路： （1） 第一种： 将第一种电路中的 RP 与R1互换位置，即另一种偏置电路。 2、恒流、恒压偏置电路： 作用与应用——广泛应用于各种自动控制电路（如自动照明灯控制电路、自动报警电路等）、家用电器（如电视机中的亮度自动调节，照相机的自动曝光控制等）及各种测量仪器中。 光敏电阻器的主要参数 1）亮电阻（kΩ）：指光敏电阻器受到光照射时的电阻值。 2）暗电阻(MΩ)：指光敏电阻器在无光照射（黑暗环境）时的电阻值。 3）最高工作电压(V)：指光敏电阻器在额定功率下所允许承受的最高电压 4）亮电流：指光敏电阻器在规定的外加电压下受到光照射时所通过的电流。 5）暗电流(mA)：指在无光照射时，光敏电阻器在规定的外加电压下通过的电流。 6）时间常数（s）：指光敏电阻器从光照跃变开始到稳定亮电流的63％时所需的时间。 7）电阻温度系数：指光敏电阻器在环境温度改变1℃时，其电阻值的相对变化。 8）灵敏度：指光敏电阻器在有光照射和无光照射时电阻值的相对变化。 答案： （1）由题意可知，当传送带上有易拉罐挡住由A射向R1的光线时，R1的电阻值就增大，由于R1、R2是串联在电路中的，当R1电阻值增大，R1分得的电压就增大，R2两端的电压将变小； （2）由v＝s/t＝(101-1)×0.2m/40s＝0.5m/s。 （2）分析两种情况下输出电压的变化： （3）RG和电源E的选取原则： a.光通量连续变化时， b.光通量跳跃变化时， c. 为最大允许功耗 （1）恒流偏置电路：采用稳压管D, 故Ib不变，所以Ic不变，因此Vb也不变。 （2）恒压偏置电路： 　　同样Vb不变，故Ve不变，由 于RG减小，故Ie增大。导致Ic变化。而输出电压 V0不变。 光敏电阻器种类：??? 1）按制作材料分类：多晶和单晶光敏电阻器，还可分为硫化镉（CdS）、硒化镉(CdSe) 、硫化铅(PbS)、硒化铅(PbSe)、锑化铟(InSb) 光敏电阻器等。2）按光谱特性分类： ● 可见光光敏电阻器：主要用于各种光电自动控制系统、电子照相机、光报警等地。● 紫外光光敏电阻器：主要用于紫外线探测仪器。● 红外光光敏电阻器：主要用于天文、军事等领域的有关自动控制系统。 知识延伸和巩固 各种光电子器件补充 如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中A为发光仪器，B为水平传送带，由电动机带动做匀速直线运动。R1为光敏电阻，R2为定值电阻，R1、R2串联在电路中，电源电压保持不变．每当传送带上有易拉罐挡住由A射向R1的光线时，R1的电阻值就增大，计数器就计数一次。则：（1）当传送带上有易拉罐挡住由A射向R1的光线时，定值电阻R2两端的电压将________。（填“变大”、“变小”或“不变”） （2）已知相邻的两个易拉罐中心之间的距离均为20cm，若计数器从易拉罐第一次挡住光线开始计时，到恰好计数101次共用时间40s，则传送带的速度为多少m/s？ 光电子符号 知识巩固 光敏电阻适于作为 ( ) A、光的测量元件 B、光电导开关元件 C、加热元件 D、发光元件