光敏電阻的工作原理與結構介紹

光敏電阻是一種特殊的電阻，簡稱光電阻，又名光導管，常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定波長的光照射下，其阻值迅速減小的特性。光敏電阻除具靈敏度高，反應速度快，光譜特性及r值一致性好等特點外，在高溫，多濕的惡劣環境下，還能保持高度的穩定性和可靠性。下面將介紹其的原理：

光敏電阻

1.工作原理

光敏電阻的工作原理是基于內光電效應。在半導體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構成光敏電阻，為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導體。通常采用涂敷、噴涂、燒結等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極，接出引線，封裝在具有透光鏡的密封殼體內，以免受潮影響其靈敏度。

入射光消失后，由光子激發產生的電子—空穴對將復合，光敏電阻的阻值也就恢復原值。在光敏電阻兩端的金屬電極加上電壓，其中便有電流通過，受到一定波長的光線照射時，電流就會隨光強的增大而變大，從而實現光電轉換。光敏電阻沒有極性，純粹是一個電阻器件，使用時既可加直流電壓，也加交流電壓。半導體的導電能力取決于半導體導帶內載流子數目的多少。

光敏電阻的工作原理圖

在黑暗的環境下，它的阻值很高;當受到光照并且光輻射能量足夠大時，光導材料禁帶中的電子受到能量大于其禁帶寬度ΔEg 的光子激發，由價帶越過禁帶而躍遷到導帶，使其導帶的電子和價帶的空穴增加，電阻率變小。

當光照射到光電導體上時，若光電導體為本征半導體材料，而且光輻射能量又足夠強，光導材料價帶上的電子將激發到導帶上去，從而使導帶的電子和價帶的空穴增加，致使光導體的電導率變大。為實現能級的躍遷，入射光的能量必須大于光導體材料的禁帶寬度Eg，即

式中ν和λ—入射光的頻率和波長。

一種光電導體，存在一個照射光的波長限λC，只有波長小于λC的光照射在光電導體上，才能產生電子在能級間的躍遷，從而使光電導體電導率增加。

2.結構

光敏電阻都制成薄片結構，以便吸收更多的光能。當它受到光的照射時，半導體片(光敏層)內就激發出電子—空穴對，參與導電，使電路中電流增強。為了獲得高的靈敏度，光敏電阻的電極常采用梳狀圖案，它是在一定的掩膜下向光電導薄膜上蒸鍍金或銦等金屬形成的。一般光敏電阻器結構如右圖所示。

金屬封裝的硫化鎘光敏電阻結構圖

光敏電阻通常由光敏層、玻璃基片(或樹脂防潮膜)和電極等組成，在電路中通常用字母“R”或“RL”、“RG”表示。

以上就是光敏電阻的工作原理與結構的介紹了。目前光敏電阻可廣泛應用于照相機，太陽能庭院燈，草坪燈，驗鈔機，石英鐘，音樂杯，禮品盒，迷你小夜燈，光聲控開關，路燈自動開關以及各種光控玩具，光控燈飾，燈具等光自動開關控制領域。

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