傳感器應(yīng)用技術(shù) 課件 3-3光電導(dǎo)效應(yīng)及典型器件

《傳感器應(yīng)用技術(shù)》課程光電導(dǎo)效應(yīng)及典型器件PhotoconductiveeffectsanditstypicaldevicesSensorsapplicationtechnology1.光電導(dǎo)效應(yīng)2.

光敏電阻3.光敏電阻的主要參數(shù)4.

光敏電阻外形課程內(nèi)容CourseContents1.

光電導(dǎo)效應(yīng)光電導(dǎo)效應(yīng)：在光線作用下，電子吸收光子能力從鍵合狀態(tài)過(guò)渡到自由狀態(tài)從而引起材料電導(dǎo)率的變化。過(guò)程：當(dāng)光照射到半導(dǎo)體材料上時(shí)，價(jià)帶中的電子受到能量大于或等于禁帶寬度的光子轟擊，使其由價(jià)帶越過(guò)禁帶躍入導(dǎo)帶，使材料中導(dǎo)帶內(nèi)的電子和價(jià)帶內(nèi)的空穴濃度增加，從而使材料的電導(dǎo)率變大。1.

光電導(dǎo)效應(yīng)

為了實(shí)現(xiàn)能級(jí)的躍遷，入射光的能量必須大于光電導(dǎo)材料的禁帶寬度Eg，即：

材料的光導(dǎo)性能決定于禁帶寬度，對(duì)于一種光電導(dǎo)材料，總存在一個(gè)照射光波長(zhǎng)限λ0，只有波長(zhǎng)小于λ0的光照射在光電導(dǎo)材料上時(shí)才能產(chǎn)生電子能級(jí)間的躍遷，從而使光電導(dǎo)材料的電導(dǎo)率增加。2.

光敏電阻光敏電阻（photocell）又稱光敏電阻器（photoresistor）或光導(dǎo)管（photoconductor），是利用半導(dǎo)體的光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器。2.

光敏電阻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(zhǎng)的光照射下，其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。光照停止時(shí)，自由電子與空穴復(fù)合，電阻恢復(fù)原值。光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。光敏電阻器對(duì)光的敏感性（即光譜特性）與人眼對(duì)可見(jiàn)光（0.4~0.76）μm的響應(yīng)很接近，只要人眼可感受的光，都會(huì)引起它的阻值變化。2.

光敏電阻光導(dǎo)電材料絕緣襯低引線電極引線通常，光敏電阻器都制成薄片結(jié)構(gòu)，以便吸收更多的光能。當(dāng)它受到光的照射時(shí)，半導(dǎo)體片（光敏層）內(nèi)就激發(fā)出電子—空穴對(duì)參與導(dǎo)電，使電路中電流增強(qiáng)。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(dǎo)薄膜上蒸鍍金或銦等金屬形成的。右圖中彎曲的線條就是所謂的“梳”狀電極交界的半導(dǎo)體光敏材料，主要是由金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體組成，是用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯底上制作的很薄的光敏電阻體。2.

光敏電阻3.

光敏電阻的主要參數(shù)

1．暗電阻

光敏電阻在不受光時(shí)的阻值稱為暗電阻，此時(shí)流過(guò)的電流稱為暗電流。2．亮電阻

光敏電阻在受光照射時(shí)的電阻稱為亮電阻，此時(shí)流過(guò)的電流稱為亮電流。3．光電流

亮電流與暗電流之差稱為光電流。3.

光敏電阻的主要參數(shù)光敏電阻沒(méi)有極性,純粹是一個(gè)電阻器件,使用時(shí)既可加直流電壓,也可以加交流電壓。無(wú)光照時(shí),光敏電阻值（暗電阻）很大,電路中電流（暗電流）很小。當(dāng)光敏電阻受到一定波長(zhǎng)范圍的光照時(shí),它的阻值（亮電阻）急劇減少,電路中電流迅速增大。

一般希望暗電阻越大越好,亮電阻越小越好,此時(shí)光敏電阻的靈敏度高。實(shí)際光敏電阻的暗電阻值一般在兆歐級(jí),亮電阻在幾千歐以下。4.