第2章光电导器件
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20122012-2-20
下降时间τ 远大于上升时间τ 下降时间 f远大于上升时间 r
17
强辐射作用情况下的下降时间远大于上升时间的原因： 强辐射作用情况下的下降时间远大于上升时间的原因： 当停止辐射时， 当停止辐射时，由于光敏电阻体内的光生电子和光生 空穴需要通过复合才能恢复到辐射前的稳定状态， 空穴需要通过复合才能恢复到辐射前的稳定状态，而且随 着复合的进行，光生载流子数密度在减小， 着复合的进行，光生载流子数密度在减小，复合几率在下 所以停止辐射的过度过程要远远大于入射辐射的过程。 降，所以停止辐射的过度过程要远远大于入射辐射的过程。 光敏电阻的暗电阻与其检测前是否被曝光有关， 光敏电阻的暗电阻与其检测前是否被曝光有关，这称 前例效应。 为光敏电阻的前例效应 为光敏电阻的前例效应。 受时间响应的 限制， 限制，光敏电阻的光 照频率必然受到限制， 照频率必然受到限制， 频率特性曲线反应这 种限制。如图PbS频 种限制。如图 频 率特性较好。 率特性较好。
2.强辐射作用情况下的时间响应
t 对应脉冲前沿电导率的 ∆σ = ∆σ0tanh 变化规律为： tτ 其光电流的变化规律为： IΦ = IΦe0tanh τ 当t =τr时，IΦ=0.76IΦe0.；
停止辐射时, 停止辐射时,光电导率和光 电流的变化规律可表示为 ：
1 1 IΦ = IΦ0 ∆σ = ∆σ0 1+ t /τ 1+ t /τ 当t =τf时，IΦ=0.50IΦe0.
光敏电阻缺点： 光敏电阻缺点：
强光照射下线性较差，频率特性也较差。 强光照射下线性较差，频率特性也较差。
20122012-2-20 5
3.典型光敏电阻 3.典型光敏电阻
硫化镉)光敏电阻 （1） CdS(硫化镉 光敏电阻 ——可见光区 ） 硫化镉 可见光区
CdS光敏电阻的峰值响应波长为 光敏电阻的峰值响应波长为0.52μm，CdSe 光敏电阻的峰值响应波长为 μ ， (硒化镉 光敏电阻为 硒化镉)光敏电阻为 的比例， 硒化镉 光敏电阻为0.72μm，一般调整 和Se的比例， μ ，一般调整S和 的比例 可使Cd（ ， ） 可使 （S，Se）光敏电阻的峰值响应波长大致控制在 0.52~0.72μm范围内。亮暗电导比可达1011，一般为 μ 范围内。亮暗电导比可达10 范围内 106 被广泛地应用于灯光的自动 广泛地应用于灯光的自动 控制，照相机的自动测光等。 控制，照相机的自动测光等。
因为增大受光面 积，可以提高光 电导； 电导；减小两极 间距离ｌ 间距离ｌ可以提 高光电灵敏度。 高光电灵敏度。 所以就将光敏电 阻的形状制造成 蛇形。 蛇形。
20122012-2-20 4
光敏电阻的优缺点
光敏电阻优点： 光敏电阻优点：
1.光谱响应相当宽。 光谱响应相当宽。 光谱响应相当宽 2.所测的光强范围宽，即可对强光响应，也 所测的光强范围宽， 所测的光强范围宽 即可对强光响应， 可对弱光响应。 可对弱光响应。 3.无极性之分，使用方便，成本低，寿命长。 无极性之分， 无极性之分 使用方便，成本低，寿命长。 4.灵敏度高，工作电流大，可达数毫安。 灵敏度高， 灵敏度高 工作电流大，可达数毫安。
20122012-2-20 8
光敏电阻命名规则
第一部分：主称 第二部分：用途或特征 第三部分：序 号
例：
MG45-14（可见光敏电阻器） MG45-14（可见光敏电阻器） M――敏感电阻器 M――敏感电阻器
字母
含义
数字 0 1 2
含义 特殊 紫外光 紫外光 紫外光 可见光 可见光 可见光 红外光 红外光 红外光 序号，以区别 该电阻器 的外形尺 寸及性能 指标
20122012-2-20 7
光敏电阻分类
紫外光敏电阻器：对紫外线较灵敏，包括硫化镉、 紫外光敏电阻器：对紫外线较灵敏，包括硫化镉、硒化镉 光敏电阻器等，用于探测紫外线。 光敏电阻器等，用于探测紫外线。 红外光敏电阻器：主要有硫化铅、碲化铅、硒化铅。 红外光敏电阻器：主要有硫化铅、碲化铅、硒化铅。锑化 铟等光敏电阻器，广泛用于导弹制导、天文探测、非接触 铟等光敏电阻器，广泛用于导弹制导、天文探测、 测量、人体病变探测、红外光谱，红外通信等国防、 测量、人体病变探测、红外光谱，红外通信等国防、科学 研究和工农业生产中。 研究和工农业生产中。 可见光光敏电阻器：包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、 可见光光敏电阻器：包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、 砷化镓、 硫化锌光敏电阻器等。 砷化镓、硅、锗、硫化锌光敏电阻器等。主要用于各种光 电控制系统，如光电自动开关门户，航标灯、路灯和其他 电控制系统，如光电自动开关门户，航标灯、 照明系统的自动亮灭，自动给水和自动停水装置， 照明系统的自动亮灭，自动给水和自动停水装置，机械上 的自动保护装置和“位置检测器” 的自动保护装置和“位置检测器”，极薄零件的厚度检测 照相机自动曝光装置，光电计数器，烟雾报警器， 器，照相机自动曝光装置，光电计数器，烟雾报警器，光 电跟踪系统等方面。 电跟踪系统等方面。
∆σ = ∆σ0e−t /τ
当t=τ时， τ
可推出： 可推出：
上升时： 上升时：∆I 下降时： 下降时：∆I
= ∆I0 (1− e
−t /τ
Δσ =0.63Δσ0 Δ
)
= ∆I0e
−t /τ
上升时间τ 下降时间 载流子寿命 下降时间τ 载流子寿命τ 上升时间 r =下降时间 f=载流子寿命
20122012-2-20 16
符号
20122012-2-20 2
2.1 光敏电阻的原理与结构
本征型光敏电阻
hγ > Eg
杂质型光敏电阻
hγ > Ec − Ed
光照越强电阻越？ 光照越强电阻越？
本征半导体常用于可见光 波段测量 杂质半导体常用于红外波 段测量
hγ > EV − EA
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3
光敏电阻的基本结构
光敏电阻为多数载流子导电的光电器件， 光敏电阻为多数载流子导电的光电器件，具有复杂的温度 特性。 特性。 以室温（ ℃ 以室温（25℃）的相对 光电导率为100%，观测光 光电导率为 ， 敏电阻的相对光电导率随温 度的变化关系， 度的变化关系，可以看出光 敏电阻的相对光电导率随温 敏电阻的相对光电导率随温 度的升高而下降， 度的升高而下降，光电响应 特性随着温度的变化较大。 特性随着温度的变化较大。 这是因为温度越高， 这是因为温度越高，晶格振 动对电流的阻碍就越大。 动对电流的阻碍就越大。
InSb光敏电阻是 光敏电阻是3~5µm光谱范围内的主要探测器件 光谱范围内的主要探测器件 光敏电阻是 之一。 之一。
系列器件——红外区 （4）Hg1-xCdxTe系列器件 ） 系列器件 红外区
它是目前所有红外探测器中性能最优良最有前途的探 测器件。 测器件。由HgTe（碲化汞）和CdTe两种材料混合制 （碲化汞） 两种材料混合制 其中x标明 元素含量的组分。不同x， 不同 标明Cd元素含量的组分 不同。 造，其中 标明 元素含量的组分。不同 ，Eg不同。 一般组分x的变化范围为 的变化范围为0.18~0.4，对应长波长的变化 一般组分 的变化范围为 ， 范围为1~30µm。 范围为 。
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PbS CdS 硒光敏电阻 TeS
18
5.噪声特性 5.噪声特性
光敏电阻的主要噪声有热噪声、产生复合和低频噪声 或 光敏电阻的主要噪声有热噪声、产生复合和低频噪声(或 噪声)。 称1/f噪声 。 噪声 由光敏电阻内载流子的热运动产生的噪声。 1、热噪声 ——由光敏电阻内载流子的热运动产生的噪声。 由光敏电阻内载流子的热运动产生的噪声 2、产生复合噪声——载流子产生 复合的平均数是一定 载流子产生-复合的平均数是一定 产生复合噪声 载流子产生 的，但某一瞬间起伏引起半导体电导率的起伏，从而使 但某一瞬间起伏引起半导体电导率的起伏， 输出电流或电压值起伏，引入的噪声。 输出电流或电压值起伏，引入的噪声。 3、低频噪声（电流噪声） ——由于光敏层内微粒的不 低频噪声（电流噪声） 由于光敏层内微粒的不 均匀，或体内存有杂质而产生微火花放电引起电爆脉冲。 均匀，或体内存有杂质而产生微火花放电引起电爆脉冲。 它与调制频率成反比。 它与调制频率成反比。
I P = I − Id
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10
1. 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。 光敏电阻的光电流与光照度之间的关系称为光电特性。 强光照下 弱光照下
dg ηqτµλ = Sg = dΦe,λ hcl2
光照越强电阻越？ 光照越强电阻越？
I p = g pU = Sg EU
I p = g pU = Sg E U
−γ 光电阻： R = 1 = E 光电阻： p
1 dg 1 ηbd −2 Φe,λ Sg = = qµ 3 dΦe,λ 2 hνK f l
1 2
弱光照时光电导与光照是线 性关系， 性关系，则 一般情况下光电导与光照关系
γ
强光时非线性
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4.光敏电阻的时间响应 4.光敏电阻的时间响应
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。 光敏电阻的时间响应（ 又称为惯性）比其他光 光敏电阻的时间响应 （ 又称为惯性 ） 电器件要差 电器件要 差 （惯性要大）些，频率响应要低些，而 且具有特殊性。
γ =0.5→1
gp
Sg
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11
在对数坐标系 中光敏电阻的阻值R 在某段照度EV范围 内的光电特性近似 表现为线性，即γ保 持不变。则有：
logR1 − logR2 γ= logE2 − logE1
R1与R2分别是照度为E1和E2时光敏电阻的阻值。
20122012-2-20 12
20122012-2-20
6
（2） PbS(硫化铅)光敏电阻 ——红外区 ） 光敏电阻 红外区
PbS光敏电阻在 光敏电阻在2µm附近的红外辐射的探测灵敏度 光敏电阻在 附近的红外辐射的探测灵敏度 很高，因此，常用于火灾的探测等领域。 很高，因此，常用于火灾的探测等领域。
锑化铟)光敏电阻 （3）InSb(锑化铟 光敏电阻 ） 锑化铟 光敏电阻——红外区 红外区
2012.1贾湛制作
第2章 光电导器件
主讲：扬州职业大学 电子工程系 贾湛
20122012-2-20 1
wk.baidu.com
光电导效应——某些物质吸收了光子的能量 光电导效应
产生本征吸收或杂质吸收， 产生本征吸收或杂质吸收，从而改变了物质电 导率的现象。 导率的现象。 光电导器件又称光敏电阻（photovaristor）— 光敏电阻（ 光敏电阻 ） —利用具有光电导效应的材料制成电导随入射 光度量变化器件。 光敏电阻材料：硅、锗等本征半导体与杂质半 导体，硫化镉、硒化镉、氧化铅等。
20122012-2-20
15
1.弱辐射作用情况下的时间响应
第一章推出（ 第一章推出（见P21）本征光电导器件在非平衡状态下光电导 ） 和光电流I 率∆σ和光电流 Φ随时间变化的为： 和光电流 随时间变化的为：
T<0 Φ=0 T≥0 Φ=Φ0 T<0 Φ=Φ0 T≥0 Φ=0
∆σ = ∆σ0 (1− e−t /τ )
弱光照下
Sg =
ηqτµλ dg = dΦe,λ hcl2
1 2
与电极间距 平方成反比
与电极间距3/2次方 与电极间距3/2次方 成反比， 成反比，与光通量 有关且是非线性的
强光照下
1 dg 1 ηbd −2 Φ = qµ Sg = hνK l3 e,λ dΦe,λ 2 f
MG
光敏 电 阻 器
3 4 5 6 7 8 9
G――光敏电阻器 G――光敏电阻器 4――可见光 4――可见光 5-14――序号 14――序号
20122012-2-20
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2.2 光敏电阻的基本特性
光敏电阻的基本特性参数包含光电导特性、 光敏电阻的基本特性参数包含光电导特性、时间响 光谱响应、伏安特性与噪声特性等。 应、光谱响应、伏安特性与噪声特性等。 相关概念
2.光敏电阻伏安特性 2.光敏电阻伏安特性
在不同光照下加在光敏电 阻两端的电压U与流过它的 电流Ip的关系曲线，并称其 为光敏电阻的伏安特性。 图2-5所示为典型CdS光敏 电阻的伏安特性曲线 。 图中虚线为允许功耗曲线，由此可确定光敏电阻正常工 作电压。
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3.光敏电阻的温度特性 3.光敏电阻的温度特性
暗电阻和暗电导：室温下， 暗电阻和暗电导：室温下，光敏电阻在全暗时的电阻和电导 gd 亮电阻和亮电导： 亮电阻和亮电导：光敏电阻在一定光照时的电阻和电导 g 光电导： 光电导：光敏电阻由光照产生的电导
gP
Id 亮电流： 亮电流：光照时电阻加上一定的电压所通过的电流 I
暗电流： 暗电流：无光时由热激发产生的载流子形成的电流 光电流： 光电流：由光照产生的电流
下降时间τ 远大于上升时间τ 下降时间 f远大于上升时间 r
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强辐射作用情况下的下降时间远大于上升时间的原因： 强辐射作用情况下的下降时间远大于上升时间的原因： 当停止辐射时， 当停止辐射时，由于光敏电阻体内的光生电子和光生 空穴需要通过复合才能恢复到辐射前的稳定状态， 空穴需要通过复合才能恢复到辐射前的稳定状态，而且随 着复合的进行，光生载流子数密度在减小， 着复合的进行，光生载流子数密度在减小，复合几率在下 所以停止辐射的过度过程要远远大于入射辐射的过程。 降，所以停止辐射的过度过程要远远大于入射辐射的过程。 光敏电阻的暗电阻与其检测前是否被曝光有关， 光敏电阻的暗电阻与其检测前是否被曝光有关，这称 前例效应。 为光敏电阻的前例效应 为光敏电阻的前例效应。 受时间响应的 限制， 限制，光敏电阻的光 照频率必然受到限制， 照频率必然受到限制， 频率特性曲线反应这 种限制。如图PbS频 种限制。如图 频 率特性较好。 率特性较好。
2.强辐射作用情况下的时间响应
t 对应脉冲前沿电导率的 ∆σ = ∆σ0tanh 变化规律为： tτ 其光电流的变化规律为： IΦ = IΦe0tanh τ 当t =τr时，IΦ=0.76IΦe0.；
停止辐射时, 停止辐射时,光电导率和光 电流的变化规律可表示为 ：
1 1 IΦ = IΦ0 ∆σ = ∆σ0 1+ t /τ 1+ t /τ 当t =τf时，IΦ=0.50IΦe0.
光敏电阻缺点： 光敏电阻缺点：
强光照射下线性较差，频率特性也较差。 强光照射下线性较差，频率特性也较差。
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3.典型光敏电阻 3.典型光敏电阻
硫化镉)光敏电阻 （1） CdS(硫化镉 光敏电阻 ——可见光区 ） 硫化镉 可见光区
CdS光敏电阻的峰值响应波长为 光敏电阻的峰值响应波长为0.52μm，CdSe 光敏电阻的峰值响应波长为 μ ， (硒化镉 光敏电阻为 硒化镉)光敏电阻为 的比例， 硒化镉 光敏电阻为0.72μm，一般调整 和Se的比例， μ ，一般调整S和 的比例 可使Cd（ ， ） 可使 （S，Se）光敏电阻的峰值响应波长大致控制在 0.52~0.72μm范围内。亮暗电导比可达1011，一般为 μ 范围内。亮暗电导比可达10 范围内 106 被广泛地应用于灯光的自动 广泛地应用于灯光的自动 控制，照相机的自动测光等。 控制，照相机的自动测光等。
因为增大受光面 积，可以提高光 电导； 电导；减小两极 间距离ｌ 间距离ｌ可以提 高光电灵敏度。 高光电灵敏度。 所以就将光敏电 阻的形状制造成 蛇形。 蛇形。
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光敏电阻的优缺点
光敏电阻优点： 光敏电阻优点：
1.光谱响应相当宽。 光谱响应相当宽。 光谱响应相当宽 2.所测的光强范围宽，即可对强光响应，也 所测的光强范围宽， 所测的光强范围宽 即可对强光响应， 可对弱光响应。 可对弱光响应。 3.无极性之分，使用方便，成本低，寿命长。 无极性之分， 无极性之分 使用方便，成本低，寿命长。 4.灵敏度高，工作电流大，可达数毫安。 灵敏度高， 灵敏度高 工作电流大，可达数毫安。
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光敏电阻命名规则
第一部分：主称 第二部分：用途或特征 第三部分：序 号
例：
MG45-14（可见光敏电阻器） MG45-14（可见光敏电阻器） M――敏感电阻器 M――敏感电阻器
字母
含义
数字 0 1 2
含义 特殊 紫外光 紫外光 紫外光 可见光 可见光 可见光 红外光 红外光 红外光 序号，以区别 该电阻器 的外形尺 寸及性能 指标
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光敏电阻分类
紫外光敏电阻器：对紫外线较灵敏，包括硫化镉、 紫外光敏电阻器：对紫外线较灵敏，包括硫化镉、硒化镉 光敏电阻器等，用于探测紫外线。 光敏电阻器等，用于探测紫外线。 红外光敏电阻器：主要有硫化铅、碲化铅、硒化铅。 红外光敏电阻器：主要有硫化铅、碲化铅、硒化铅。锑化 铟等光敏电阻器，广泛用于导弹制导、天文探测、非接触 铟等光敏电阻器，广泛用于导弹制导、天文探测、 测量、人体病变探测、红外光谱，红外通信等国防、 测量、人体病变探测、红外光谱，红外通信等国防、科学 研究和工农业生产中。 研究和工农业生产中。 可见光光敏电阻器：包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、 可见光光敏电阻器：包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、 砷化镓、 硫化锌光敏电阻器等。 砷化镓、硅、锗、硫化锌光敏电阻器等。主要用于各种光 电控制系统，如光电自动开关门户，航标灯、路灯和其他 电控制系统，如光电自动开关门户，航标灯、 照明系统的自动亮灭，自动给水和自动停水装置， 照明系统的自动亮灭，自动给水和自动停水装置，机械上 的自动保护装置和“位置检测器” 的自动保护装置和“位置检测器”，极薄零件的厚度检测 照相机自动曝光装置，光电计数器，烟雾报警器， 器，照相机自动曝光装置，光电计数器，烟雾报警器，光 电跟踪系统等方面。 电跟踪系统等方面。
∆σ = ∆σ0e−t /τ
当t=τ时， τ
可推出： 可推出：
上升时： 上升时：∆I 下降时： 下降时：∆I
= ∆I0 (1− e
−t /τ
Δσ =0.63Δσ0 Δ
)
= ∆I0e
−t /τ
上升时间τ 下降时间 载流子寿命 下降时间τ 载流子寿命τ 上升时间 r =下降时间 f=载流子寿命
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符号
20122012-2-20 2
2.1 光敏电阻的原理与结构
本征型光敏电阻
hγ > Eg
杂质型光敏电阻
hγ > Ec − Ed
光照越强电阻越？ 光照越强电阻越？
本征半导体常用于可见光 波段测量 杂质半导体常用于红外波 段测量
hγ > EV − EA
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光敏电阻的基本结构
光敏电阻为多数载流子导电的光电器件， 光敏电阻为多数载流子导电的光电器件，具有复杂的温度 特性。 特性。 以室温（ ℃ 以室温（25℃）的相对 光电导率为100%，观测光 光电导率为 ， 敏电阻的相对光电导率随温 度的变化关系， 度的变化关系，可以看出光 敏电阻的相对光电导率随温 敏电阻的相对光电导率随温 度的升高而下降， 度的升高而下降，光电响应 特性随着温度的变化较大。 特性随着温度的变化较大。 这是因为温度越高， 这是因为温度越高，晶格振 动对电流的阻碍就越大。 动对电流的阻碍就越大。
InSb光敏电阻是 光敏电阻是3~5µm光谱范围内的主要探测器件 光谱范围内的主要探测器件 光敏电阻是 之一。 之一。
系列器件——红外区 （4）Hg1-xCdxTe系列器件 ） 系列器件 红外区
它是目前所有红外探测器中性能最优良最有前途的探 测器件。 测器件。由HgTe（碲化汞）和CdTe两种材料混合制 （碲化汞） 两种材料混合制 其中x标明 元素含量的组分。不同x， 不同 标明Cd元素含量的组分 不同。 造，其中 标明 元素含量的组分。不同 ，Eg不同。 一般组分x的变化范围为 的变化范围为0.18~0.4，对应长波长的变化 一般组分 的变化范围为 ， 范围为1~30µm。 范围为 。
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PbS CdS 硒光敏电阻 TeS
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5.噪声特性 5.噪声特性
光敏电阻的主要噪声有热噪声、产生复合和低频噪声 或 光敏电阻的主要噪声有热噪声、产生复合和低频噪声(或 噪声)。 称1/f噪声 。 噪声 由光敏电阻内载流子的热运动产生的噪声。 1、热噪声 ——由光敏电阻内载流子的热运动产生的噪声。 由光敏电阻内载流子的热运动产生的噪声 2、产生复合噪声——载流子产生 复合的平均数是一定 载流子产生-复合的平均数是一定 产生复合噪声 载流子产生 的，但某一瞬间起伏引起半导体电导率的起伏，从而使 但某一瞬间起伏引起半导体电导率的起伏， 输出电流或电压值起伏，引入的噪声。 输出电流或电压值起伏，引入的噪声。 3、低频噪声（电流噪声） ——由于光敏层内微粒的不 低频噪声（电流噪声） 由于光敏层内微粒的不 均匀，或体内存有杂质而产生微火花放电引起电爆脉冲。 均匀，或体内存有杂质而产生微火花放电引起电爆脉冲。 它与调制频率成反比。 它与调制频率成反比。
I P = I − Id
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1. 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。 光敏电阻的光电流与光照度之间的关系称为光电特性。 强光照下 弱光照下
dg ηqτµλ = Sg = dΦe,λ hcl2
光照越强电阻越？ 光照越强电阻越？
I p = g pU = Sg EU
I p = g pU = Sg E U
−γ 光电阻： R = 1 = E 光电阻： p
1 dg 1 ηbd −2 Φe,λ Sg = = qµ 3 dΦe,λ 2 hνK f l
1 2
弱光照时光电导与光照是线 性关系， 性关系，则 一般情况下光电导与光照关系
γ
强光时非线性
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4.光敏电阻的时间响应 4.光敏电阻的时间响应
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。 光敏电阻的时间响应（ 又称为惯性）比其他光 光敏电阻的时间响应 （ 又称为惯性 ） 电器件要差 电器件要 差 （惯性要大）些，频率响应要低些，而 且具有特殊性。
γ =0.5→1
gp
Sg
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11
在对数坐标系 中光敏电阻的阻值R 在某段照度EV范围 内的光电特性近似 表现为线性，即γ保 持不变。则有：
logR1 − logR2 γ= logE2 − logE1
R1与R2分别是照度为E1和E2时光敏电阻的阻值。
20122012-2-20 12
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（2） PbS(硫化铅)光敏电阻 ——红外区 ） 光敏电阻 红外区
PbS光敏电阻在 光敏电阻在2µm附近的红外辐射的探测灵敏度 光敏电阻在 附近的红外辐射的探测灵敏度 很高，因此，常用于火灾的探测等领域。 很高，因此，常用于火灾的探测等领域。
锑化铟)光敏电阻 （3）InSb(锑化铟 光敏电阻 ） 锑化铟 光敏电阻——红外区 红外区
2012.1贾湛制作
第2章 光电导器件
主讲：扬州职业大学 电子工程系 贾湛
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光电导效应——某些物质吸收了光子的能量 光电导效应
产生本征吸收或杂质吸收， 产生本征吸收或杂质吸收，从而改变了物质电 导率的现象。 导率的现象。 光电导器件又称光敏电阻（photovaristor）— 光敏电阻（ 光敏电阻 ） —利用具有光电导效应的材料制成电导随入射 光度量变化器件。 光敏电阻材料：硅、锗等本征半导体与杂质半 导体，硫化镉、硒化镉、氧化铅等。
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1.弱辐射作用情况下的时间响应
第一章推出（ 第一章推出（见P21）本征光电导器件在非平衡状态下光电导 ） 和光电流I 率∆σ和光电流 Φ随时间变化的为： 和光电流 随时间变化的为：
T<0 Φ=0 T≥0 Φ=Φ0 T<0 Φ=Φ0 T≥0 Φ=0
∆σ = ∆σ0 (1− e−t /τ )
弱光照下
Sg =
ηqτµλ dg = dΦe,λ hcl2
1 2
与电极间距 平方成反比
与电极间距3/2次方 与电极间距3/2次方 成反比， 成反比，与光通量 有关且是非线性的
强光照下
1 dg 1 ηbd −2 Φ = qµ Sg = hνK l3 e,λ dΦe,λ 2 f
MG
光敏 电 阻 器
3 4 5 6 7 8 9
G――光敏电阻器 G――光敏电阻器 4――可见光 4――可见光 5-14――序号 14――序号
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2.2 光敏电阻的基本特性
光敏电阻的基本特性参数包含光电导特性、 光敏电阻的基本特性参数包含光电导特性、时间响 光谱响应、伏安特性与噪声特性等。 应、光谱响应、伏安特性与噪声特性等。 相关概念
2.光敏电阻伏安特性 2.光敏电阻伏安特性
在不同光照下加在光敏电 阻两端的电压U与流过它的 电流Ip的关系曲线，并称其 为光敏电阻的伏安特性。 图2-5所示为典型CdS光敏 电阻的伏安特性曲线 。 图中虚线为允许功耗曲线，由此可确定光敏电阻正常工 作电压。
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3.光敏电阻的温度特性 3.光敏电阻的温度特性
暗电阻和暗电导：室温下， 暗电阻和暗电导：室温下，光敏电阻在全暗时的电阻和电导 gd 亮电阻和亮电导： 亮电阻和亮电导：光敏电阻在一定光照时的电阻和电导 g 光电导： 光电导：光敏电阻由光照产生的电导
gP
Id 亮电流： 亮电流：光照时电阻加上一定的电压所通过的电流 I
暗电流： 暗电流：无光时由热激发产生的载流子形成的电流 光电流： 光电流：由光照产生的电流