简介光敏电阻的特性
光敏电阻的工作原理
光敏电阻的工作原理引言概述：光敏电阻是一种能够感知光线强度并将其转化为电阻变化的器件。
它在许多领域中被广泛应用，例如光照控制、自动亮度调节和光电测量等。
本文将详细介绍光敏电阻的工作原理，包括光敏电阻的基本结构和原理、光敏电阻的特性以及光敏电阻的应用。
一、光敏电阻的基本结构和原理：1.1 光敏电阻的结构光敏电阻通常由光敏材料、电极和封装材料组成。
光敏材料是光敏电阻的关键部分，它能够对光线产生响应并引起电阻的变化。
电极用于连接光敏材料和电路，封装材料则对光敏电阻进行保护。
1.2 光敏电阻的原理光敏电阻的原理基于光敏材料的光电效应。
当光线照射到光敏电阻上时，光子能量会激发光敏材料中的电子，使其跃迁到导带中，从而导致电阻的变化。
光敏电阻的电阻值与光线强度呈反比关系，即光线越强，电阻越小；光线越弱，电阻越大。
1.3 光敏电阻的灵敏度光敏电阻的灵敏度是衡量其对光线变化响应的能力。
光敏电阻的灵敏度取决于光敏材料的特性和结构设计。
一般来说，光敏电阻的灵敏度越高，对光线变化的响应越敏感。
二、光敏电阻的特性：2.1 光敏电阻的光谱响应光敏电阻的光谱响应是指其对不同波长的光线的响应程度。
不同类型的光敏电阻对光线的响应范围有所差异，有些光敏电阻对可见光敏感，而有些对红外光敏感。
2.2 光敏电阻的时间响应光敏电阻的时间响应是指其对光线变化的响应速度。
光敏电阻的时间响应受到光敏材料的特性和结构设计的影响，一般来说，光敏电阻的时间响应越快，对光线变化的响应速度越高。
2.3 光敏电阻的温度特性光敏电阻的温度特性是指其在不同温度下的电阻变化情况。
光敏电阻的温度特性与光敏材料的特性密切相关，一般来说，光敏电阻的温度特性应尽可能稳定，以确保其在不同环境下的可靠性。
三、光敏电阻的应用：3.1 光敏电阻在光照控制中的应用光敏电阻可以用于光照控制系统中，通过感知环境光线的强弱来自动调节光源的亮度。
例如，在室内照明系统中，光敏电阻可以根据环境光线的变化自动调节灯光的亮度，以提供舒适的照明效果。
光敏电阻基本特性及主要参数的测试
光敏电阻基本特性及主要参数的测试光敏电阻（Photocell）是一种基于光敏效应的传感器，其电阻值随光照强度的变化而变化。
它广泛应用于光控系统、照度计、曝光计、光敏开关等领域。
为了评估光敏电阻的性能，我们需要测试其基本特性和主要参数。
首先，我们需要测试光敏电阻的光敏特性，也就是其电阻值与光照强度之间的关系。
这可以通过将光敏电阻连接到一个恒定电压源上，然后使用一个光源以不同的光照强度照射它，并测量电阻值。
这样我们可以得到光敏电阻的响应曲线，即电阻值与光照强度的关系曲线。
通常，我们使用一个光照度计来提供可靠的光照强度测量。
其次，我们需要测试光敏电阻的光谱特性，也就是其对不同波长的光的响应。
这可以通过使用不同波长的光源进行测试。
我们可以使用一个光谱分析仪来测量光敏电阻在不同波长下的响应，并绘制光谱响应曲线。
这将帮助我们了解光敏电阻在不同光谱范围内的工作效果。
除了光敏特性和光谱特性，还有一些其他重要的参数需要测试。
其中一个是光敏电阻的响应时间。
响应时间是指光敏电阻从光照变化到实际电阻变化所需的时间。
我们可以通过使用一个快速的光源以不同频率照射光敏电阻，并测量其响应时间来测试这个参数。
另一个重要的参数是光敏电阻的灵敏度。
灵敏度是光敏电阻对光照强度变化的敏感程度。
可以通过改变光照强度，然后测量光敏电阻的电阻值的变化来测试灵敏度。
此外，还有一些其他参数也需要测试，例如光敏电阻的线性度、温度特性、稳定性等等。
这些参数可以通过使用不同光照强度和温度，然后测量光敏电阻的电阻值来测试。
总之，测试光敏电阻的基本特性和主要参数是非常重要的，它们可以帮助我们了解光敏电阻的性能和适用范围。
通过这些测试，我们可以选择合适的光敏电阻，并优化光敏电阻的应用。
光敏电阻的工作原理及应用
光敏电阻的工作原理及应用1. 光敏电阻的概述光敏电阻，简称光电阻或光敏电阻器，是一种能够根据光照强度变化而改变电阻值的器件。
光敏电阻的特点是灵敏、稳定、响应速度快等，因此在许多领域都有广泛的应用。
2. 光敏电阻的工作原理光敏电阻的工作原理是基于半导体材料的光电效应。
光敏电阻的材料中，通常掺杂有大量的杂质，这些杂质能够帮助材料吸收光能，并产生光电效应。
当光敏电阻受到光照时，光能会改变材料中载流子的密度，从而改变电阻值。
3. 光敏电阻的结构和特点光敏电阻的结构很简单，一般包括一个光敏材料薄膜和两个电极。
光敏电阻的特点主要有以下几点： - 耐高温：光敏电阻能够在一定温度范围内正常工作，适合在高温环境下使用。
- 响应速度快：光敏电阻对光照的变化能够迅速响应，实时检测环境中光照的变化。
- 灵敏度高：光敏电阻对光照强度的变化非常敏感，能够检测到微小的光信号变化。
4. 光敏电阻的应用领域光敏电阻在许多领域都有广泛的应用，以下是几个常见的应用领域：4.1 光控开关电路光敏电阻常常用于光控开关电路中，可以根据光照的强度实时控制灯光的开关。
比如在路灯控制系统中，通过光敏电阻检测环境光照强度，当环境暗时自动打开路灯。
4.2 光敏电荷耦合器件光敏电阻还可以与其他器件结合，如光敏电荷耦合器件（PhotoMOS），可以用于高速光电隔离、开关控制、信号传输等领域。
4.3 光敏电阻传感器光敏电阻也可以作为一种光敏传感器，用于检测环境中光照强度的变化。
比如在照明系统中使用光敏电阻传感器，可以实时感知光照强度，在光照不足时自动调节照明亮度。
4.4 光敏电阻与微控制器结合光敏电阻可以与微控制器结合，实现更复杂的功能。
通过测量光敏电阻的电阻值，可以得到环境光照强度的变化程度，进而控制其他器件的工作状态。
5. 光敏电阻的优缺点光敏电阻作为一种光敏传感器，具有以下优点： - 响应速度快，能够实时检测光照强度的变化； - 灵敏度高，能够检测微小的光信号变化； - 结构简单，制造成本低。
光敏电阻的物理特性
Ⅰ.光敏电阻的物理特性光敏电阻:常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。
这些制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。
这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。
Ⅱ.组成特性光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，又称为光电导探测器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。
还有另一种入射光弱，电阻减小，入射光强，电阻增大。
Ⅲ.作用光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。
常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。
光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。
设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。
根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器：紫外光敏电阻器、红外光敏电阻器、可见光光敏电阻器。
Ⅳ.参数特性（1）光电流、亮电阻。
光敏电阻器在一定的外加电压下，当有光照射时，流过的电流称为光电流，外加电压与光电流之比称为亮电阻，常用“100LX”表示。
（2）暗电流、暗电阻。
光敏电阻在一定的外加电压下，当没有光照射的时候，流过的电流称为暗电流。
外加电压与暗电流之比称为暗电阻，常用“0LX”表示。
（3）灵敏度。
灵敏度是指光敏电阻不受光照射时的电阻值（暗电阻）与受光照射时的电阻值（亮电阻）的相对变化值。
（4）光谱响应。
光谱响应又称光谱灵敏度，是指光敏电阻在不同波长的单色光照射下的灵敏度。
若将不同波长下的灵敏度画成曲线，就可以得到光谱响应的曲线。
（5）光照特性。
光照特性指光敏电阻输出的电信号随光照度而变化的特性。
从光敏电阻的光照特性曲线可以看出，随着的光照强度的增加，光敏电阻的阻值开始迅速下降。
光敏电阻的主要参数与特性(精)
光敏电阻的主要参数与特性1.光敏电阻的主要参数（1）暗电阻◆光敏电阻在不受光时的阻值称为暗电阻，此时流过的电流称为暗电流。
（2）亮电阻◆光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。
（3）光电流◆亮电流与暗电流之差称为光电流。
2．光敏电阻的基本特性（1）伏安特性◆在一定照度下，流过光敏电阻的电流与光敏电阻两端的电压的关系称为光敏电阻的伏安特性。
硫化镉光敏电阻的伏安特性（2）光谱特性◆光敏电阻的相对光敏灵敏度与入射波长的关系称为光谱特性，亦称为光谱响应。
下图为几种不同材料光敏电阻的光谱特性。
对应于不同波长，光敏电阻的灵敏度是不同的。
光敏电阻的光谱特性（3）光照特性◆光敏电阻的光照特性是光敏电阻的光电流与光强之间的关系，如图8-10所示。
◆由于光敏电阻的光照特性呈非线性，因此不宜作为测量元件，一般在自动控制系统中常用作开关式光电信号传感元件。
光敏电阻的光照特性（4）温度特性◆光敏电阻受温度的影响较大。
当温度升高时，它的暗电阻和灵敏度都下降。
◆温度变化影响光敏电阻的光谱响应，尤其是响应于红外区的硫化铅光敏电阻受温度影响更大。
下图为硫化铅光敏电阻的光谱温度特性曲线。
硫化铅光敏电阻的光谱温度特性曲线（5）光敏电阻的响应时间和频率特性◆实验证明，光电流的变化对于光的变化，在时间上有一个滞后，通常用时间常数t来描述，这叫做光电导的弛豫现象。
所谓时间常数即为光敏电阻自停止光照起到电流下降到原来的63%所需的时间，因此，t越小，响应越迅速，但大多数光敏电阻的时间常数都较大，这是它的缺点之一。
下图所示为硫化镉和硫化铅的光敏电阻的频率特性。
光敏电阻的频率特性。
光敏电阻基本特性及主要参数的测试
光敏电阻特性测试及分析南京理工大学紫金学院光电综合实验室光敏电阻主要参数及基本特性的测试一、工作原理光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。
当光敏电阻受到光照时，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，成为自由电子，同时产生空穴，电子—空穴对的出现使电阻率变小。
光照愈强，光生电子—空穴对就越多，阻值就愈低。
当光敏电阻两端加上电压后，流过光敏电阻的电流随光照增大而增大。
入射光消失，电子-空穴对逐渐复合，电阻也逐渐恢复原值，电流也逐渐减小。
光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）光敏电阻的主要参量有暗电阻，亮电阻、光谱范围、峰值波长和时间常量等。
基本特性有伏安特性、光照特性、光谱特性等。
伏安特性是指在一定照度下，加在光敏电阻两端的电压和光电流之间的关系。
光照特性是指在一定外加电压下，光敏电阻的光电流与光通亮的关系。
根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器：1．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。
2．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。
3．可见光光敏电阻器：包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、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”，极薄零件的厚度检测器，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。
二、实验目的1、学习掌握光敏电阻工作原理2、学习掌握光敏电阻的基本特性3、掌握光敏电阻特性测试的方法4、了解光敏电阻的基本应用三、实验内容1、光敏电阻的暗电阻、亮电阻、光电阻测试实验（基本参数测试）2、光敏电阻的暗电流、亮电流、光电流测试实验（基本参数测试）3、光敏电阻的光谱特性测试实验（特性测试）4、光敏电阻的伏安特性测试实验（特性测试）四、测试仪器的技术参数及结构原理1、仪器的测量精度：电压：0.01V电流：0.01mA2、光学参数偏振片口径：35mm3、导轨长度： 980mm4、结构原理：结构如图（一）所示，在导轨上安置四个磁力滑座，分别将光源、起偏器、减偏器、接收器插入滑座內。
光敏电阻简介
（1）光敏电阻的暗电阻、亮电阻、光电流暗电流：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。
亮电流：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。
光电流：亮电流与暗电流之差。
光敏电阻的暗电阻越大，而亮电阻越小则性能越好。
也就是说，暗电流越小，光电流越大，这样的光敏电阻的灵敏度越高。
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，可见光敏电阻的灵敏度很高。
（2）光敏电阻的光照特性下图表示CdS光敏电阻的光照特性。
在一定外加电压下，光敏电阻的光电流和光通量之间的关系。
不同类型光敏电阻光照特性不同，但光照特性曲线均呈非线性。
因此它不宜作定量检测元件，这是光敏电阻的不足之处。
一般在自动控制系统中用作光电开关。
（3）光敏电阻的光谱特性光谱特性与光敏电阻的材料有关。
从图中可知，硫化铅光敏电阻在较宽的光谱范围内均有较高的灵敏度，峰值在红外区域；硫化镉、硒化镉的峰值在可见光区域。
因此，在选用光敏电阻时，应把光敏电阻的材料和光源的种类结合起来考虑，才能获得满意的效果。
（4）光敏电阻的伏安特性在一定照度下，加在光敏电阻两端的电压与电流之间的关系称为伏安特性。
图中曲线1、2分别表示照度为零及照度为某值时的伏安特性。
由曲线可知，在给定偏压下,光照度较大，光电流也越大。
在一定的光照度下，所加的电压越大，光电流越大，而且无饱和现象。
但是电压不能无限地增大，因为任何光敏电阻都受额定功率、最高工作电压和额定电流的限制。
超过最高工作电压和最大额定电流，可能导致光敏电阻永久性损坏。
（5）光敏电阻的频率特性当光敏电阻受到脉冲光照射时，光电流要经过一段时间才能达到稳定值，而在停止光照后，光电流也不立刻为零，这就是光敏电阻的时延特性。
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同，如图。
什么是光敏电阻？光敏电阻的特性、原理和作用！
什么是光敏电阻？光敏电阻的特性、原理和作用！
一、光敏电阻
光敏电阻是用硫化隔或硒化隔等半导体材料制成的特殊电阻器，表面还涂有防潮树脂，具有光电导效应。
二、特性
光敏电阻对光线十分敏感。
光照愈强，阻值就愈低。
随着光照强度的升高，电阻值迅速降低，可降低至1KΩ以下。
三、工作原理
光敏电阻的工作原理是基于内光电效应，即在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻。
为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。
四、光敏模块原理图
五、用途
1. 光敏电阻模块对环境光强最敏感，一般用来检测周围环境的亮度和光强。
2. 模块在无光条件或者光强达不到设定阈值时，DO 口输出高电平，当外界环境
光强超过设定阈值时，模块D0 输出低电平。
3. 小板数字量输出D0 可以与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由
此来检测环境的光强改变。
4. 小板模拟量输出AO 可以和AD 模块相连，通过AD 转换，可以获得环境光强更
精准的数值。
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简介光敏电阻的特性
光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。
它在光线的作用下其阻值往往变小，这种现象称为光导效应，因此，光敏电阻又称光导管。
用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。
通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，然后接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。
光敏电阻的原理结构如图所示。
在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。
光照愈强，阻值愈低。
入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。
在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。
光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。
基本特性及其主要参数
1、暗电阻、亮电阻
光敏电阻在室温和全暗条件下测得的稳定电阻值称为暗电阻，或暗阻。
此时流过的电流称为暗电流。
例如MG41-21型光敏电阻暗阻大于等于0.1M。
光敏电阻在室温和一定光照条件下测得的稳定电阻值称为亮电阻或亮阻。
此时流过的电流称为亮电流。
MG41-21型光敏电阻亮阻小于等于1k。
亮电流与暗电流之差称为光电流。
显然，光敏电阻的暗阻越大越好，而亮阻越小越好，也就是说暗电流要小，亮电流要大，这样光敏电阻的灵敏度就高。
2、伏安特性
在一定照度下，光敏电阻两端所加的电压与流过光敏电阻的电流之间的关系，称为伏安特性。
由图2.6.2可知，光敏电阻伏安特性近似直线，而且没有饱和现象。
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。
光敏电阻的光电流与光照度之间的关系称为光电特性。
如图2.6.3所示，光敏电阻的光电特性呈非线性。
因此不适宜做检测元件，这是光敏电阻的缺点之一，在自动控制中它常用做开关式光电传感器。
4、光谱特性
对于不同波长的入射光，光敏电阻的相对灵敏度是不相同的。
各种材料的光谱特性如图2.6.4所示。
从图中看出，硫化镉的峰值在可见光区域，而硫化铅的峰值在红外区域，因此在选用光敏电阻时应当把元件和光源的种类结合起来考虑，才能获得满意的结果。
5、频率特性
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。
图2.6.5给出相对灵敏度Kr，与光强变化频率f之间的关系曲线，可以看出硫化铅的使用频率比硫化铊高的多。
但多数光敏电阻的时延都较大，因此不能用在要求快速响应的场合，这是光敏电阻的一个缺陷。
光敏电阻和其他半导体器件一样，受温度影响较大，当温度升高时，它的暗电阻会下降。
温度的变化对光谱特性也有很大影响。
图2.6.6是硫化铅光敏电阻的光谱温度特性曲线。
从图中可以看出，它的峰值随着温度上升向波长短的方向移动。
因此，有时为了提高灵敏度，或为了能接受远红外光而采取降温措施。
常用的光敏电阻器是硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。
光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1"10MΩ；在强光条件（100LX）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。
光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4"0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。
所以设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。
光敏电阻随入射光线的强弱其对应的阻值变化不是线性的，也就不能用它作光电的线性变换，这是使用者应注意的地方。
初学者可购置一只光敏电阻器（MG45型），在夜间点一盏60"100W的白炽灯，用万用表直接测量光敏电阻器的阻值。
测量时，应把光敏电阻对着白炽灯的光，再逐渐拉开与灯的距离（由近到远），观察万用表指示的阻值变化，可以直观验证光敏电阻的特牲，以加深对它的感性认识。
常用的光敏电阻器型号有密封型的MG41、MG42、MG43和非密封型的MG45（售价便宜）。
它们的额定功率均在200mW以下。