传感器应用技术 课件 3-3光电导效应及典型器件

《传感器应用技术》课程光电导效应及典型器件PhotoconductiveeffectsanditstypicaldevicesSensorsapplicationtechnology1.光电导效应2.

光敏电阻3.光敏电阻的主要参数4.

光敏电阻外形课程内容CourseContents1.

光电导效应光电导效应：在光线作用下，电子吸收光子能力从键合状态过渡到自由状态从而引起材料电导率的变化。过程：当光照射到半导体材料上时，价带中的电子受到能量大于或等于禁带宽度的光子轰击，使其由价带越过禁带跃入导带，使材料中导带内的电子和价带内的空穴浓度增加，从而使材料的电导率变大。1.

光电导效应

为了实现能级的跃迁，入射光的能量必须大于光电导材料的禁带宽度Eg，即：

材料的光导性能决定于禁带宽度，对于一种光电导材料，总存在一个照射光波长限λ0，只有波长小于λ0的光照射在光电导材料上时才能产生电子能级间的跃迁，从而使光电导材料的电导率增加。2.

光敏电阻光敏电阻（photocell）又称光敏电阻器（photoresistor）或光导管（photoconductor），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。2.

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。光照停止时，自由电子与空穴复合，电阻恢复原值。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。2.

光敏电阻光导电材料绝缘衬低引线电极引线通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内就激发出电子—空穴对参与导电，使电路中电流增强。为了获得高的灵敏度，光敏电阻的电极常采用梳状图案，它是在一定的掩膜下向光电导薄膜上蒸镀金或铟等金属形成的。右图中弯曲的线条就是所谓的“梳”状电极交界的半导体光敏材料，主要是由金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体组成，是用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作的很薄的光敏电阻体。2.

光敏电阻3.

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。3.

光敏电阻的主要参数光敏电阻没有极性,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。无光照时,光敏电阻值（暗电阻）很大,电路中电流（暗电流）很小。当光敏电阻受到一定波长范围的光照时,它的阻值（亮电阻）急剧减少,电路中电流迅速增大。

一般希望暗电阻越大越好,亮电阻越小越好,此时光敏电阻的灵敏度高。实际光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧级,亮电阻在几千欧以下。4.