2。1 光敏电阻的结构文献综述
光敏电阻中的半导体大多是金属的硫化物、硒化物和碲化物。通常以硬质玻璃、云母、高频瓷等绝缘作衬底,用涂敷、喷涂、烧结等方式在上面制作很薄的光敏电阻体并接出电极引线,为避免受潮湿影响其灵敏度,还需要封装在有透光镜的金属或塑料密封壳体内。常见的光敏电阻具有梳状结构、蛇形结构和刻线式结构,如图1所示。图中1、2、3分别表示光电导材料、电极和衬底材料。
(a)梳状结构 (b) 蛇形结构 (c) 刻线式结构
图1 光敏电阻的结构示意图
2。2 光敏电阻的原理
光照射时其电导率会发生改变 ,该现象称为内光电效应,内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应,光敏电阻正是利用光电导效应制成的。如图2(a)所示,光子能量使部分价带中的电子跃迁至导带,并在价带中产生一个带正电的空穴,形成电子-空穴对,从而载流子的数目增加,电导率变大,电阻值变小;光照停止后, 自由电子和自由空穴逐渐复合,电阻值又迅速上升。要实现价带中电子的跃迁,入射光光子的能量必须大于半导体材料的禁带宽度Eg。即来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com
式中 和 分别为入射光的频率和波长。
若把光敏电阻接成闭合回路,便可实现光信号到电信号的转换。当光照的强度改变,回路中的电流大小也随之改变,即光照越强,回路电流越大,如图2(b)所示。
(a) 内光电效应原理图 (b) 光敏电阻的偏置电路
内光电原理图和光敏电阻的偏置电路
2。3 光敏电阻的分类
光敏电阻的分类可从两个方面来分:
(1)按光谱特性分:紫外光光敏电阻器、红外光光敏电阻器和可见光光敏电阻器。
紫外光光敏电阻器:主要用于各种紫外线探测仪器;
红外光光敏电阻器:主要用于天文、军事等领域的有关自动控制系统中;
可见光光敏电阻器:主要用于电子照相机,光报警器等电子产品,以及各种光电自动控制系统中。
(2)按制作材料分:硫化物光敏电阻器、硒化物光敏电阻器、碲化物光敏电阻器。
硫化物光敏电阻器:如硫化镉电阻器、硫化铅电阻器、硫化铊电阻器、硫化铋电阻器,其中硫化镉具有明显的光电效应,是最常见的光敏电阻材料。
硒化物光敏电阻器:如硒化镉电阻器、硒化铅电阻器。
碲化物光敏电阻器:如碲化铅电阻器。
对于那些不具备发光特性的纯半导体,可以掺入适量杂质使其产生光电效应特性[2]。