光敏电阻的结构原理和应用

锌等，主要用于各种光控电路及光控装置。如光控路
透明树脂 防潮膜
陶瓷基板
透明树脂 灯、光控航标灯、光控窗帘、光控塑料大棚、光控火灾报 防潮膜
警器、光控防盗报警器、照相机自动曝光装置、自动给
金属引脚
水和停水装置以及光电计数器、光电温度计等。同时需 要说明，光敏电阻没有极性，属纯电阻型器件，它既可
图 3 光敏电阻剖面图
用于直流电路，也可用于交流电路。 荨
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器 及烧结等方式，在陶瓷基板上形成一层很薄的半导体
电 荷 的 空 穴 ，在 导
带中产生一个带
图 4 实验电路示图
负电荷的自由电子，在外加电场的作用下，自由电子
件 光敏层），下面是陶瓷基板，两侧是两只金属引脚。在整 奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，形成电流并参
与 个结构的外部由一层透明树脂防潮膜包裹着，起到透 与导电，使电路电流增大。这时用如图 ３ 所示的电路进行
代 光、防潮及加固的作用。
光敏电阻
实验，ＬＥＤ 发光二极管会被点亮。用万用表检测光敏电阻 的电阻值，其电阻很小，一般仅为 ８００ Ω～７０ ｋΩ 左右。
换
的工作原理是： 而当入射光线消失后，由光子激发产生的电子—空穴对
基 于 它 的 光 电 进行复合，使电路的电流减小，同时光敏电阻的电阻变得
效应，当光线透 很大，一般可达 １ ＭΩ 以上。
光 敏 电 阻 的 结 构 、原 理 及 其 应 用
笙高福永
光敏电阻（ｐｈｏｔｏ ｒｅｓｉｓｔｏｒ）的实物如图 １ 所示。 子的能量后，就可
结构比较简单，体形也比较小，维修中常用的有直径 由 半 导 体 的 满 带
为 ５ ｍｍ 和 ９ ｍｍ 的。顶视图如图 ２ 所示。在顶部有两 跃 迁 到 半 导 体 的
过树脂膜和梳
以上分析为两种极端情况，要么光线很强，要么光
齿 间 隙 照 射 到 线很弱，实际光敏电阻的电阻及电流都是随入射光线
半 导 体 光 敏 层 强弱变化而变化的，当入射光线增强时，电阻变小、电
上，半导体满带 流变大；当入射光线减弱时，电阻变大、电流变小。可用
（价带） 中的 电 下列公式来表达光敏电阻的电流与入射光线强弱的变
图 1 光敏电阻实物照片图
梳状 金属电极
半导体光敏层 （ＧｄＳ）
子吸收一个光
梳状 金属电极
化关系：Ｉ＝ＫＵａＬｂ 式中 Ｉ 为通过光敏电阻的电流；Ｕ 为外加的工作
电压；Ｌ 为入射到光敏电阻上的光线照度；Ｋ 为比例系 数；ａ 为电压指数（一般接近于 １）；ｂ 为照度指数。
另外，为了增强光敏电阻的灵敏度，特将金属电极
梳状 金属电极
半导体光敏层 （ＧｄＳ）
梳状 金属电极
碲化铅、硒化铅，锑化铟等，主要用于红外线探测；二是 紫外光敏电阻，对紫外线比较灵敏，半导体光敏层的材 质主要有：硫化镉、硒化镉等，主要用于紫外线探测；三
是可见光光敏电阻，对可见光比较灵敏，半导体光敏层
的材质主要有：硫化镉、硒化镉、碲化镉、砷化镓、硫化
片呈梳状的金属电极，且两片金属电极的梳齿是互相 导带，产生电子—
交错的，从波纹பைடு நூலகம்的梳齿间隙里露出来的物质即为半 空穴对，即在满带
导体光敏层，从金属电极的上面还可以看到两只金属 中 产 生 一 个 带 正
引脚的顶部。剖面图如图 ３ 所示。上面是两片梳状金属
元 电极，中间是半导体光敏层（实际上是通过涂抹、喷涂
制作成梳状，利用互相交错的梳齿，来增长正、负电极
的交界线，使在同样的入射光线条件下，能够产生更多
的电子—空穴对。
金属引脚 顶部
金属引脚 顶部
光敏电阻的灵敏度不但与入射光线的强度有关， 而且还与入射光线的波长有关。根据光敏电阻的光谱
图 2 光敏电阻顶视图
特性，可分为三种光敏电阻：一是红外光敏电阻，对红 外线比较灵敏，半导体光敏层的材质主要有：硫化铅、