第三章-光敏电阻教学教案
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直流参数计算: 1）. 计算Ub, RL 2）. 计算 ΔΦ对应的输出电压
1）选择负载电阻和偏置电源电压
UUb IRL
PIUPmax
RL
U
2 b
4 Pmax
2）计算 ΔΦ对应的输出电流、电压
图解法：
UUb IRL
2）计算 ΔΦ对应的输出电流、电压
I Ub RL R
I
Ub RL R
2
R
R2
PbS光敏电阻
PbS光敏电阻是近红外波段最灵敏的光电导器件， 因此，常用于火灾的探测等领域。
PbS光敏电阻的光谱响应和比探测率等特性与工作温度有关， 随着工作温度的降低其峰值响应波长和长波限将向长波方向延伸， 且比探测率D*增加。例如，室温下的PbS光敏电阻的光谱响应范 围为1~3.5μm，峰值波长为2.4μm，峰值比探测率D*高达 1×1011cm·Hz·W-1。当温度降低到（195K）时，光谱响应范围为 1~4μm，峰值响应波长移到2.8μm，峰值波长的比探测率D*也增 高到2×1011cm·Hz·W-1。
第3章 光电导探测器
-------光敏电阻(PC) Photoconductive
问题：什么是光电导效应？
物质吸收了光子的能量产生本征吸收或杂质吸 收，引起载流子浓度的变化，从而改变了物质电 导率的现象称为光电导效应。
利用具有光电导效应的材料（如Si、Ge等本征半导体 与杂质半导体，以及CdS、CdSe、PbS等）可以制成电导率 随入射光辐射量变化而变化的器件，这类器件被称为光电
3.3 偏置电路
1．基本偏置电路及直流参数的计算 2．几种典型的偏置电路 3．光敏电阻应用举例
3.3.1 基本偏置电路及直流参数的计算
偏置电路:
为使器件正常工作，提供合适的电流或者电压。
例如：
Rb
Rc
+VCC
T
－－偏置电压 －－偏置电阻
意义：
1.提高探测灵敏度 2.降低噪声 3.提高频率响应
3.3.1 基本偏置电路及直流参数的计算 1基本偏置电路:
Fra Baidu bibliotek
（2）光电导增益
M
U l2
：载流子寿命，
：迁移率， U：外加电压， i：电极间距
光电导增益反比于电极间距的平方。
（3）光电导灵敏度: 光电导G与照度E之比
SgG Ep
或
SgG Φ p
光电导灵敏度： S/1m，S/1x S/μW，S/μW/cm2
1. 光电特性和γ值
光敏电阻的光电特性是指在一定电压作用下流过光敏 电阻的电流与作用到光敏电阻上的光通量（光照度） 的关系。
4）光敏电阻的温度特性很复杂，电阻温度系数有正有负，一般说， 光敏电阻不适于在高温下使用，温度高时输出将明显减小，甚至无输出。
5）光敏电阻频带宽度都比较窄，在室温下只有少数品种能超过 1000Hz。
6）设计负载电阻时，应考虑到光敏电阻的额定功耗，负载电阻值不 能很小。
7）进行动态设计时，应意识到光敏电阻的前历效应。
作为暗电导率的贡献量。长 波光照,已无束缚电子或束缚
Eg ΔEd
Ed
空穴供光激发用，即光电导
Ev
Δσ为零或很微弱。
3.1.2 光照下的光电导响应过程
光电导响应的两个基本结论：
（1）弱光照——响应时间为常数（等于载流子寿命）， 稳态光电导与光生载流子的产生率成线性关系。 （2）强光照——响应时间是光照的函数，稳态光电导与入 射辐射通量平方根成正比关系。
3 典型光敏电阻
CdS光敏电阻
CdS光敏电阻是最常见的光敏电阻，它的光谱响应 特性最接近人眼光谱光视效率，它在可见光波段范围内 的灵敏度最高，因此，被广泛地应用于灯光的自动控制， 照相机的自动测光等。
CdS光敏电阻的峰值响应波长为0.52μm，CdSe光 敏电阻为0.72μm，一般调整S和Se的比例，可使Cd（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。
Hg1-xCdxTe系列光电导探测器件
Hg1-xCdxTe系列光电导探测器件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，尤其是对于 4~8μm大气窗口波段辐射的探测更为重要。
Hg1-xCdxTe系列光电导体是由HgTe和CdTe两种材料的 晶体混合制造的，其中x标明Cd元素含量的组分。在制造 混合晶体时选用不同Cd的组分x，可以得到不同的禁带宽 度Eg，便可以制造出不同波长响应范围的Hg1-xCdxTe探测 器件。
in 2in 2 rin 2g rin 2f4kR T f4eM fc If If
减小噪声途径： －－光调制技术 －－致冷 －－合理偏置电路
工作性能特点：
• 光谱响应范围相当宽。可见光、红外、远红外、紫外区域 • 工作电流大，可达数毫安。 • 所测光电强度范围宽，既可测弱光，也可测强光 • 灵敏度高，光电增益可以大于1 • 无选择极性之分，使用方便。
I RLR 2 SgUbΦ
R
1 G
1 G2
G
1 G2
SgΦ
R2SgΦ
R2
ULIRLRLR2RLSgUbΦ
负载电流与光敏电阻无关，近似
a．恒流偏置电路 保持常数。
I Ub RL R
RL>>R
I Ub RL
R2
I RLR 2 SgUbΦ
R
2
I
SgUb
RL
Φ
特点：输出信号电流取决于光敏电阻和负载电阻的比 值，与偏置电压成正比；电压信噪比高，适于弱信号 检测。
缺点：
强光下光电线性度较差，弛豫时间过长，频率特性差。
光敏电阻的使用
1）当用于模拟量测量时，因光照指数γ与光照强弱有关，只有在弱光 照下光电流与入射辐射通量成线性关系。
2）用于光度量测试仪器时，必须对光谱特性曲线进行修正，保证其 与人眼的光谱光视效率曲线符合。
3）光敏电阻的光谱特性与温度有关，温度低时，灵敏范围和峰值波 长都向长波方向移动，可采取冷却灵敏面的办法来提高光敏电阻在长波 区的灵敏度。
4. 光谱特性
红外区灵敏的几种光敏电阻
5 温度特性
光敏电阻是多数载流子导电，温度特性复杂。随着温度的升高，光 敏电阻的暗电阻和灵敏度都要下降，温度的变化也会影响光谱特性 曲线。 例如：硫化铅光敏电阻，随着温度的升高光谱响应的峰值将向短波 方向移动。尤其是红外探测器要采取制冷措施
硫化铅光敏电阻 的光谱温度特性
光敏电阻的特点
1、优点：光敏电阻具有光谱特性好、允许的 光电流大、灵敏度高、使用寿命长、体积小 无极性使用方便等优点，所以应用广泛。此 外许多光敏电阻对红外线敏感，适宜于红外 线光谱区工作。
2、缺点：响应时间长、频率特性差、强光线 性差、受温度影响大、型号相同的光敏电阻 参数参差不齐，并且由于光照特性的非线性， 不适宜于测量要求线性的场合，常用作开关 式光电信号的传感元件。
三种结构形式
三种结构形式
梳型结构
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。
三种结构形式
蛇形结构
如图，光电导材料制成蛇形，光电导两侧为 金属导电材料，并在其上设置电极。
三种结构形式
刻线结构
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。
I SU E
pg
弱光－－γ为1，光电流与照度
成线性
γ＝ 0.5~1－－照度指数
强光－－γ为0.5 ，光电流与照
度成抛物线
α为电压指数，～1
Sg比例系数，与材料有关
1. 光电特性和γ值
光敏电阻的光电特性是指在一定电压作用下流过光敏 电阻的电流与作用到光敏电阻上的光通量（光照度） 的关系。
Ip SgUE
导器件或光敏电阻，简称PC。
第3章 光电导探测器
3.1 结构及工作原理 3.2 主要特性参数 3.4 偏置电路和应用
杂质型光敏电阻：极低温度下工作???
以N型为例：
1.杂质原子浓度远比基质原 子浓度低得多。
ΔEd＝ Ec－ Ed<< Eg
2. 常温--杂质原子束缚电子
或空穴已被热激发成自由态
Ec
InSb光敏电阻
InSb光敏电阻是3~5μm光谱范围内的主要探测器件 之一。
InSb材料不仅适用于制造单元探测器件，也适宜制造 阵列红外探测器件。
InSb光敏电阻在室温下的长波长可达7.5μm，峰值 波长在6μm附近，比探测率D*约为1×1011cm·Hz·W-1。 当温度降低到77K（液氮）时，其长波长由7.5μm缩短到 5.5μm，峰值波长也将移至5μm，恰为大气的窗口范围， 峰值比探测率D*升高到2×1011cm·Hz·W-1。
1. 光电特性和γ值
几个概念
(1)暗电阻：光敏电阻在室温条件下，全暗（无光 照射）后经过一定时间测量的电阻值，称为暗电阻。此 时在给定电压下流过的电流—暗电流。
亮电阻：光敏电阻在某一光照下的阻值，称为该光 照下的亮电阻。此时流过的电流—亮电流。
光电流：亮电流与暗电流之差。
实用的光敏电阻的暗电阻往往超过1MΩ,甚至高达100MΩ，而 亮电阻则在几kΩ以下，暗电阻与亮电阻之比在102～106之间， 光敏电阻的灵敏度很高
6 前历效应
是指光敏电阻的时间特性和工作前“历史”有关的一种现象。 具体表现在稳定光照下阻值的明显漂移。前历效应有暗态前 历与亮态前历之分。
硫化镉光敏电阻的暗态前历效应曲线 硫化镉光敏电阻亮态前历效应曲线
1-黑暗放置3分钟后 2-黑暗放置60分钟后 3-黑暗放置24小时后
8. 噪声特性 光敏电阻噪声：
碲镉汞(HgCdTe)系列光敏电阻
Hg1-xCdxTe
x是Cd含量组分，变化范围0.18～0.4，长波限为3～30μm
x=0.2，光谱响应8～14μm x=0.28，光谱响应3～5μm x=0.39，光谱响应1～3μm
3.2 主要特性参数
1. 光电特性和γ值
2. 伏安特性 3. 光谱特性
4. 频率特性 5. 温度特性 6. 前历效应 7. 噪声特性
弱光－－线性（测量）
强光－－非线性（控制）
照度指数γ值 （ α ≈1）
Ip SgUE
（ α ≈1）
R
1 G
1 Sg E
＝lgRA lgRB
lgEB lgEA
2 伏安特性
• 在一定的光照下，光敏电 阻的光电流与所加的电压 关系
• 光敏电阻是一个纯电阻， 因此符合欧姆定律，其伏 安特性曲线为直线。
• 不同光照度对应不同直线
R
~220V
半波整流
灯 CdS C K
常闭
执行控制
3.3.3光敏电阻的应用实例 数码相机为什么能实现自动曝光？
3.3.3应用电路举例
2.光敏电阻用于照相机自动曝光电路 ：
光照强： 曝光时间短
光照弱： 曝光时间长
数码相机NIKON5
3、火焰检测报警器
本章小结：
1．利用半导体光电导效应制成的器件称为光电导探测器： 本征光电导探测器和杂质光电导探测器 光谱响应范围可从紫外－－远红外波段
2．光电流Ip=(eη/hv)MΦ，M－内增益，与器件材料、性质 和外加电场大小有关
3．光电导探测器噪声主要包括： 热噪声、g-r噪声和1／f噪声
4．上限截止频率fc或响应时间τ，与光电导探测器的光生 载流子的平均寿命有关。响应频率仅在几兆赫的数量级。
b 恒压偏置电路
光敏电阻上的电压保持不变。
UUbIRL RL<<RP
R2
UL RLR 2 RLSgUbΦ
U Ub
ULRLSgUbΦ
特点: 输出信号与光敏电阻无关－－ 便于检测电路时光敏电阻的更换
C微变等效电路:
ip SgUe
3.3.3光敏电阻的应用实例
1、照明灯的光电控制电路
测光与控制
VD
正弦光照时
3.1.3 光敏电阻的结构及工作原理
1工作原理
金属电极
入射光
入射光
光电导材料
Ip Ubb
Ip
光敏电阻符号
光敏电阻原理及符号
2 结构
在一块均匀光电导体两端加上电极，贴在硬质玻璃、 云母、高频瓷或其他绝缘材料基板上，两端接有电极 引线，封装在带有窗口的金属或塑料外壳内。
Ip
Ulz2
nc
e
hv
➢受耗散功率的限制，在使用时，光敏电阻两端的电压不能超 过最高工作电压 ➢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。
3 时间和频率响应特性
响应时间：
1. 光－电 载流子平均寿命 （较大，ms）
2. 外接电路的时间常数 （可忽略）
最高频率 ~104HZ≈10KHZ
响应时间 ~ms量级
光敏电阻的频率特性曲线 1-硒 2-硫化镉 3-硫化铊 4-硫化铅
光电导探测器的频率特性差，不适于接收高频光信号。
4. 光谱特性
可见光区灵敏的几种光敏电阻
峰值波长在515～600nm，接近555nm，可用于与人眼 有关的仪在器可，见例光区如灵照敏相的几机种、光照敏电度阻计的、光谱光特度性计曲线等，加滤 1光-硫片化进镉单行晶修正2-硫化镉多晶 3-硒化镉多晶4-硫化镉与硒化镉混合多晶
1）选择负载电阻和偏置电源电压
UUb IRL
PIUPmax
RL
U
2 b
4 Pmax
2）计算 ΔΦ对应的输出电流、电压
图解法：
UUb IRL
2）计算 ΔΦ对应的输出电流、电压
I Ub RL R
I
Ub RL R
2
R
R2
PbS光敏电阻
PbS光敏电阻是近红外波段最灵敏的光电导器件， 因此，常用于火灾的探测等领域。
PbS光敏电阻的光谱响应和比探测率等特性与工作温度有关， 随着工作温度的降低其峰值响应波长和长波限将向长波方向延伸， 且比探测率D*增加。例如，室温下的PbS光敏电阻的光谱响应范 围为1~3.5μm，峰值波长为2.4μm，峰值比探测率D*高达 1×1011cm·Hz·W-1。当温度降低到（195K）时，光谱响应范围为 1~4μm，峰值响应波长移到2.8μm，峰值波长的比探测率D*也增 高到2×1011cm·Hz·W-1。
第3章 光电导探测器
-------光敏电阻(PC) Photoconductive
问题：什么是光电导效应？
物质吸收了光子的能量产生本征吸收或杂质吸 收，引起载流子浓度的变化，从而改变了物质电 导率的现象称为光电导效应。
利用具有光电导效应的材料（如Si、Ge等本征半导体 与杂质半导体，以及CdS、CdSe、PbS等）可以制成电导率 随入射光辐射量变化而变化的器件，这类器件被称为光电
3.3 偏置电路
1．基本偏置电路及直流参数的计算 2．几种典型的偏置电路 3．光敏电阻应用举例
3.3.1 基本偏置电路及直流参数的计算
偏置电路:
为使器件正常工作，提供合适的电流或者电压。
例如：
Rb
Rc
+VCC
T
－－偏置电压 －－偏置电阻
意义：
1.提高探测灵敏度 2.降低噪声 3.提高频率响应
3.3.1 基本偏置电路及直流参数的计算 1基本偏置电路:
Fra Baidu bibliotek
（2）光电导增益
M
U l2
：载流子寿命，
：迁移率， U：外加电压， i：电极间距
光电导增益反比于电极间距的平方。
（3）光电导灵敏度: 光电导G与照度E之比
SgG Ep
或
SgG Φ p
光电导灵敏度： S/1m，S/1x S/μW，S/μW/cm2
1. 光电特性和γ值
光敏电阻的光电特性是指在一定电压作用下流过光敏 电阻的电流与作用到光敏电阻上的光通量（光照度） 的关系。
4）光敏电阻的温度特性很复杂，电阻温度系数有正有负，一般说， 光敏电阻不适于在高温下使用，温度高时输出将明显减小，甚至无输出。
5）光敏电阻频带宽度都比较窄，在室温下只有少数品种能超过 1000Hz。
6）设计负载电阻时，应考虑到光敏电阻的额定功耗，负载电阻值不 能很小。
7）进行动态设计时，应意识到光敏电阻的前历效应。
作为暗电导率的贡献量。长 波光照,已无束缚电子或束缚
Eg ΔEd
Ed
空穴供光激发用，即光电导
Ev
Δσ为零或很微弱。
3.1.2 光照下的光电导响应过程
光电导响应的两个基本结论：
（1）弱光照——响应时间为常数（等于载流子寿命）， 稳态光电导与光生载流子的产生率成线性关系。 （2）强光照——响应时间是光照的函数，稳态光电导与入 射辐射通量平方根成正比关系。
3 典型光敏电阻
CdS光敏电阻
CdS光敏电阻是最常见的光敏电阻，它的光谱响应 特性最接近人眼光谱光视效率，它在可见光波段范围内 的灵敏度最高，因此，被广泛地应用于灯光的自动控制， 照相机的自动测光等。
CdS光敏电阻的峰值响应波长为0.52μm，CdSe光 敏电阻为0.72μm，一般调整S和Se的比例，可使Cd（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。
Hg1-xCdxTe系列光电导探测器件
Hg1-xCdxTe系列光电导探测器件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，尤其是对于 4~8μm大气窗口波段辐射的探测更为重要。
Hg1-xCdxTe系列光电导体是由HgTe和CdTe两种材料的 晶体混合制造的，其中x标明Cd元素含量的组分。在制造 混合晶体时选用不同Cd的组分x，可以得到不同的禁带宽 度Eg，便可以制造出不同波长响应范围的Hg1-xCdxTe探测 器件。
in 2in 2 rin 2g rin 2f4kR T f4eM fc If If
减小噪声途径： －－光调制技术 －－致冷 －－合理偏置电路
工作性能特点：
• 光谱响应范围相当宽。可见光、红外、远红外、紫外区域 • 工作电流大，可达数毫安。 • 所测光电强度范围宽，既可测弱光，也可测强光 • 灵敏度高，光电增益可以大于1 • 无选择极性之分，使用方便。
I RLR 2 SgUbΦ
R
1 G
1 G2
G
1 G2
SgΦ
R2SgΦ
R2
ULIRLRLR2RLSgUbΦ
负载电流与光敏电阻无关，近似
a．恒流偏置电路 保持常数。
I Ub RL R
RL>>R
I Ub RL
R2
I RLR 2 SgUbΦ
R
2
I
SgUb
RL
Φ
特点：输出信号电流取决于光敏电阻和负载电阻的比 值，与偏置电压成正比；电压信噪比高，适于弱信号 检测。
缺点：
强光下光电线性度较差，弛豫时间过长，频率特性差。
光敏电阻的使用
1）当用于模拟量测量时，因光照指数γ与光照强弱有关，只有在弱光 照下光电流与入射辐射通量成线性关系。
2）用于光度量测试仪器时，必须对光谱特性曲线进行修正，保证其 与人眼的光谱光视效率曲线符合。
3）光敏电阻的光谱特性与温度有关，温度低时，灵敏范围和峰值波 长都向长波方向移动，可采取冷却灵敏面的办法来提高光敏电阻在长波 区的灵敏度。
4. 光谱特性
红外区灵敏的几种光敏电阻
5 温度特性
光敏电阻是多数载流子导电，温度特性复杂。随着温度的升高，光 敏电阻的暗电阻和灵敏度都要下降，温度的变化也会影响光谱特性 曲线。 例如：硫化铅光敏电阻，随着温度的升高光谱响应的峰值将向短波 方向移动。尤其是红外探测器要采取制冷措施
硫化铅光敏电阻 的光谱温度特性
光敏电阻的特点
1、优点：光敏电阻具有光谱特性好、允许的 光电流大、灵敏度高、使用寿命长、体积小 无极性使用方便等优点，所以应用广泛。此 外许多光敏电阻对红外线敏感，适宜于红外 线光谱区工作。
2、缺点：响应时间长、频率特性差、强光线 性差、受温度影响大、型号相同的光敏电阻 参数参差不齐，并且由于光照特性的非线性， 不适宜于测量要求线性的场合，常用作开关 式光电信号的传感元件。
三种结构形式
三种结构形式
梳型结构
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。
三种结构形式
蛇形结构
如图，光电导材料制成蛇形，光电导两侧为 金属导电材料，并在其上设置电极。
三种结构形式
刻线结构
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。
I SU E
pg
弱光－－γ为1，光电流与照度
成线性
γ＝ 0.5~1－－照度指数
强光－－γ为0.5 ，光电流与照
度成抛物线
α为电压指数，～1
Sg比例系数，与材料有关
1. 光电特性和γ值
光敏电阻的光电特性是指在一定电压作用下流过光敏 电阻的电流与作用到光敏电阻上的光通量（光照度） 的关系。
Ip SgUE
导器件或光敏电阻，简称PC。
第3章 光电导探测器
3.1 结构及工作原理 3.2 主要特性参数 3.4 偏置电路和应用
杂质型光敏电阻：极低温度下工作???
以N型为例：
1.杂质原子浓度远比基质原 子浓度低得多。
ΔEd＝ Ec－ Ed<< Eg
2. 常温--杂质原子束缚电子
或空穴已被热激发成自由态
Ec
InSb光敏电阻
InSb光敏电阻是3~5μm光谱范围内的主要探测器件 之一。
InSb材料不仅适用于制造单元探测器件，也适宜制造 阵列红外探测器件。
InSb光敏电阻在室温下的长波长可达7.5μm，峰值 波长在6μm附近，比探测率D*约为1×1011cm·Hz·W-1。 当温度降低到77K（液氮）时，其长波长由7.5μm缩短到 5.5μm，峰值波长也将移至5μm，恰为大气的窗口范围， 峰值比探测率D*升高到2×1011cm·Hz·W-1。
1. 光电特性和γ值
几个概念
(1)暗电阻：光敏电阻在室温条件下，全暗（无光 照射）后经过一定时间测量的电阻值，称为暗电阻。此 时在给定电压下流过的电流—暗电流。
亮电阻：光敏电阻在某一光照下的阻值，称为该光 照下的亮电阻。此时流过的电流—亮电流。
光电流：亮电流与暗电流之差。
实用的光敏电阻的暗电阻往往超过1MΩ,甚至高达100MΩ，而 亮电阻则在几kΩ以下，暗电阻与亮电阻之比在102～106之间， 光敏电阻的灵敏度很高
6 前历效应
是指光敏电阻的时间特性和工作前“历史”有关的一种现象。 具体表现在稳定光照下阻值的明显漂移。前历效应有暗态前 历与亮态前历之分。
硫化镉光敏电阻的暗态前历效应曲线 硫化镉光敏电阻亮态前历效应曲线
1-黑暗放置3分钟后 2-黑暗放置60分钟后 3-黑暗放置24小时后
8. 噪声特性 光敏电阻噪声：
碲镉汞(HgCdTe)系列光敏电阻
Hg1-xCdxTe
x是Cd含量组分，变化范围0.18～0.4，长波限为3～30μm
x=0.2，光谱响应8～14μm x=0.28，光谱响应3～5μm x=0.39，光谱响应1～3μm
3.2 主要特性参数
1. 光电特性和γ值
2. 伏安特性 3. 光谱特性
4. 频率特性 5. 温度特性 6. 前历效应 7. 噪声特性
弱光－－线性（测量）
强光－－非线性（控制）
照度指数γ值 （ α ≈1）
Ip SgUE
（ α ≈1）
R
1 G
1 Sg E
＝lgRA lgRB
lgEB lgEA
2 伏安特性
• 在一定的光照下，光敏电 阻的光电流与所加的电压 关系
• 光敏电阻是一个纯电阻， 因此符合欧姆定律，其伏 安特性曲线为直线。
• 不同光照度对应不同直线
R
~220V
半波整流
灯 CdS C K
常闭
执行控制
3.3.3光敏电阻的应用实例 数码相机为什么能实现自动曝光？
3.3.3应用电路举例
2.光敏电阻用于照相机自动曝光电路 ：
光照强： 曝光时间短
光照弱： 曝光时间长
数码相机NIKON5
3、火焰检测报警器
本章小结：
1．利用半导体光电导效应制成的器件称为光电导探测器： 本征光电导探测器和杂质光电导探测器 光谱响应范围可从紫外－－远红外波段
2．光电流Ip=(eη/hv)MΦ，M－内增益，与器件材料、性质 和外加电场大小有关
3．光电导探测器噪声主要包括： 热噪声、g-r噪声和1／f噪声
4．上限截止频率fc或响应时间τ，与光电导探测器的光生 载流子的平均寿命有关。响应频率仅在几兆赫的数量级。
b 恒压偏置电路
光敏电阻上的电压保持不变。
UUbIRL RL<<RP
R2
UL RLR 2 RLSgUbΦ
U Ub
ULRLSgUbΦ
特点: 输出信号与光敏电阻无关－－ 便于检测电路时光敏电阻的更换
C微变等效电路:
ip SgUe
3.3.3光敏电阻的应用实例
1、照明灯的光电控制电路
测光与控制
VD
正弦光照时
3.1.3 光敏电阻的结构及工作原理
1工作原理
金属电极
入射光
入射光
光电导材料
Ip Ubb
Ip
光敏电阻符号
光敏电阻原理及符号
2 结构
在一块均匀光电导体两端加上电极，贴在硬质玻璃、 云母、高频瓷或其他绝缘材料基板上，两端接有电极 引线，封装在带有窗口的金属或塑料外壳内。
Ip
Ulz2
nc
e
hv
➢受耗散功率的限制，在使用时，光敏电阻两端的电压不能超 过最高工作电压 ➢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。
3 时间和频率响应特性
响应时间：
1. 光－电 载流子平均寿命 （较大，ms）
2. 外接电路的时间常数 （可忽略）
最高频率 ~104HZ≈10KHZ
响应时间 ~ms量级
光敏电阻的频率特性曲线 1-硒 2-硫化镉 3-硫化铊 4-硫化铅
光电导探测器的频率特性差，不适于接收高频光信号。
4. 光谱特性
可见光区灵敏的几种光敏电阻
峰值波长在515～600nm，接近555nm，可用于与人眼 有关的仪在器可，见例光区如灵照敏相的几机种、光照敏电度阻计的、光谱光特度性计曲线等，加滤 1光-硫片化进镉单行晶修正2-硫化镉多晶 3-硒化镉多晶4-硫化镉与硒化镉混合多晶