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光敏电阻的参数特性、结构原理及其使用

本站为您提供的光敏电阻的参数特性、结构原理及其应用,光敏电阻(photoresistor or light-dependent resistor,后者缩写为ldr)或光导管(photoconductor),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。

  光敏电阻(photoresistor or light-dependent resistor,后者缩写为ldr)或光导管(photoconductor),常用的制造资料为硫化镉,别的还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等资料。这些制造资料具有在特定波长的光照耀下,其阻值敏捷减小的特性。这是因为光照发生的载流子都参加导电,在外加电场的效果下作漂移运动,电子奔向电源的正极,空穴奔向电源的负极,然后使光敏电阻器的阻值敏捷下降。

  光敏电阻的参数特性、结构原理及其运用

  光敏电阻是用硫化隔或硒化隔等半导体资料制成的特别电阻器,其作业原理是依据内光电效应。光照愈强,阻值就愈低,跟着光照强度的升高,电阻值敏捷下降,亮电阻值可小至1KΩ以下。光敏电阻对光线非常活络,其在无光照时,呈高阻状况,暗电阻一般可达1.5MΩ。光敏电阻的特别功能,跟着科技的开展将得到极端广泛运用。[1] 光敏电阻器是运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动的电阻器,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。光敏电阻器一般用于光的丈量、光的操控和光电转化(将光的改动转化为电的改动)。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器,它是由半导体资料制成的。光敏电阻器对光的活络性(即光谱特性)与人眼对可见光(0.4~0.76)μm的呼应很挨近,只要人眼可感触的光,都会引起它的阻值改动。规划光控电路时,都用白炽灯泡(小电珠)光线或天然光线作操控光源,使规划大为简化。

  光敏电阻的参数特性:

  依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。

  光敏电阻的主要参数是:(1)光电流、亮电阻。光敏电阻器在必定的外加电压下,当有光照耀时,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”表明。

  (2)暗电流、暗电阻。光敏电阻在必定的外加电压下,当没有光照耀的时分,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”表明。

  (3)活络度。活络度是指光敏电阻不受光照耀时的电阻值(暗电阻)与受光照耀时的电阻值(亮电阻)的相对改动值。

  (4)光谱呼应。光谱呼应又称光谱活络度,是指光敏电阻在不同波长的单色光照耀下的活络度。若将不同波长下的活络度画成曲线,就能够得到光谱呼应的曲线。

  (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改动的特性。从光敏电阻的光照特性曲线能够看出,跟着的光照强度的添加,光敏电阻的阻值开端敏捷下降。若进一步增大光照强度,则电阻值改动减小,然后逐步趋向陡峭。在大大都情况下,该特性为非线性。

  (6)伏安特性曲线。伏安特性曲线用来描绘光敏电阻的外加电压与光电流的联系,关于光敏器材来说,其光电流随外加电压的增大而增大。

  (7)温度系数。光敏电阻的光电效应受温度影响较大,部分光敏电阻在低温下的光电活络较高,而在高温下的活络度则较低。

  (8)额定功率。额定功率是指光敏电阻用于某种线路中所答应耗费的功率,当温度升高时,其耗费的功率就下降。

  (9)指光敏电阻器从光照跃变开端到安稳亮电流的。

  光敏电阻的参数特性、结构原理及其运用

  频率特性

  当光敏电阻遭到脉冲光照耀时,光电流要经过 一段时刻才干到达安稳值,而在中止光照后,光电流 也不马上为零,这便是光敏电阻的时延特性。因为不 同资料的光敏,电阻时延特性不同,所以它们的频率 特性也不同。硫化铅的运用频率比硫化镉高得多,但 大都光敏电阻的时延都比较大,所以,其不能用在要 求快速呼应的场合。

  光敏电阻的结构原理:

  光敏电阻是用硫化隔或硒化隔等半导体资料制成的特别电阻器,外表还涂有防潮树脂,具有光电导效应。光敏电阻的作业原理是依据内光电效应,即在半导体光敏资料两头装上电极引线,将其封装在带有通明窗的管壳里就构成光敏电阻。为了添加活络度,两电极常做成梳状。半导体的导电才能取决于半导体导带内载流子数目的多少。当光敏电阻遭到光照时,价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带,成为自由电子,一起发生空穴,电子—空穴对的呈现使电阻率变小。光照愈强,光生电子—空穴对就越多,阻值就愈低。当光敏电阻两头加上电压后,流过光敏电阻的电流随光照增大而增大。入射光消失,电子—空穴对逐步复合,电阻也逐步康复原值,电流也逐步减小。

  光敏电阻对光线非常活络,其在无光照时,呈高阻状况,暗电阻一般可达1.5MΩ。当有光照时,资猜中激起出自由电子和空穴,其电阻值减小,跟着光照强度的升高,电阻值敏捷下降,亮电阻值可小至1KΩ以下。光敏电阻器的光照特性在大大都情况下对错线性的,只要在细小的规模内呈线性,光敏电阻器的电阻值有较大的离散性(电阻改动、规模大无规律)。光敏电阻器的活络度是指光敏电阻器不遭到光照是的电阻值(暗阻)和遭到光照时电阻值(亮阻)的相对改动值。光敏电阻的暗阻和亮阻间阻值之比约为1500:1,暗阻值越大越好,运用时给其施加直流或沟通偏压,MG型光敏电阻器适用于可见光。其主要用于各种主动操控电路、光电计数、光电盯梢、光控电灯、照相机的主动暴光及彩色电视机的亮度主动操控电路等场合。

  光敏电阻又称光导管 它简直都是用半导体资料制成的光电器材。光敏电阻没有极性,纯粹是一个电阻器材,运用时既可加直流电压,也能够加沟通电压。无光照时,光敏电阻值(暗电阻)很大,电路中电流(暗电流)很小。当光敏电阻遭到必定波长规模的光照时,它的阻值(亮电阻)急剧削减,电路中电流敏捷增大。 一般期望暗电阻越大越好,亮电阻越小越好,此刻光敏电阻的活络度高。实践光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧级,亮电阻在几千欧以下。图为光敏电阻的原理结构。它是涂于玻璃底板上的一薄层半导体物质,半导体的两头装有金属电极,金属电极与引出线端相衔接,光敏电阻就经过引出线端接入电路。为了避免周围介质的影响,在半导体光敏层上覆盖了一层漆膜,漆膜的成分应使它在光敏层最活络的波长规模内透射率最大。

  光敏电阻的参数特性、结构原理及其运用

  伏安特性在必定照度下,流过光敏电阻的电流与光敏电阻两头的电压的联系称为光敏电阻的伏安特性。图8 – 2 为硫化镉光敏电阻的伏安特性曲线。由图可见,光敏 硫化镉光敏电阻的伏安特性曲线 电阻在必定的电压规模内,其I-U曲线为直线,阐明其阻值与入射光量有关,而与电压、电流无关。

  光敏电阻的参数特性、结构原理及其运用

  光谱特性光敏电阻的相对光敏活络度与入射波长的联系称为光谱特性, 亦称为光谱呼应。图为几种不同资料光敏电阻的光谱特性。对应于不同波长, 光敏电阻的活络度是不同的。从图中可见硫化镉光敏电阻的光谱呼应的峰值在可见光区域, 常被用作光衡量丈量(照度计)的探头。而硫化铅光敏电阻呼应于近红外和中红外区, 常用做火焰探测器的探头。

  光敏电阻的参数特性、结构原理及其运用

  温度特性温度改动影响光敏电阻的光谱呼应, 一起, 光敏电阻的活络度和暗电阻都要改动, 尤其是呼应于红外区的硫化铅光敏电阻受温度影响更大。图为硫化铅光敏电阻的光谱温度特性曲线, 它的峰值跟着温度上升向波长短的方向移动。因而, 硫化铅光敏电阻要在低温、恒温的条件下运用。关于可见光的光敏电阻, 其温度影响要小一些。

  光敏电阻的参数特性、结构原理及其运用

  光敏电阻的运用:

  1.光控开关电路

  图2-38所示是一种光控开关电路,这一光控开关电路能够用在一些楼道、路灯等公共场所。经过光敏电阻器,它在天亮时会主动开灯,天亮时主动平息。电路中,VS1是晶闸管,Rl是光敏电阻器。

  光敏电阻的参数特性、结构原理及其运用

  当光线亮时,光敏电阻器Rl阻值小,220V沟通电压经VD1整流后的单向脉冲性直流电压在RP1和Rl分压后的电压小,加到晶闸管VS1操控极的电压小,这时晶闸管VS1不能导通,所以灯HL回路无电流,灯不亮。

  当光线暗时,光敏电阻器Rl阻值大,RPI和Rl分压后的电压大,加到晶闸管VS1操控极的电压大,这时晶闸管VS1进入导通状况,所以灯HL回路有电流流过,灯点亮。

  2.灯火亮度主动调理电路

  图2-39所示是灯火亮度主动调理电路,这一电路能依据外界光线的强弱来主动调理灯火亮度。电路中,VS1是晶闸管,N是氖管,HL是灯,R3是光敏电阻器。

  光敏电阻的参数特性、结构原理及其运用

  电路中,晶闸管VS1和二极管VD1~VD4组满足波相控电路,用氖管N作为VS1的触发管。

  220V沟通电经过负载HL加到VD1~VD4桥式整流电路中,整流后的单向脉冲直流电压加到晶闸管VS1阳极和阴极之间,VS1导通与截止受操控极上的电压操控。整流后的电路还加到各电阻和电容上。

  直流电压经过Rl和RP1对电容Cl进行充电,Cl上充到的电压经过氖管N加到晶闸管VS1操控极上,当Cl上电压上升到必定程度时,氖管N启辉,将电压加到晶闸管VS1操控极上,使晶闸管VS1导通,灯HL点亮。

  电容Cl上均匀电压巨细决议了晶闸管VS1沟通电一个周期内均匀导通时刻长短,然后决议了灯的亮度。

  当外界亮度高时,光敏电阻器R3阻值小,Cl的充电电压低,晶闸管VS1均匀导通时刻短,HL灯火就暗。

  3.停电主动报警电路

  图2-41所示是停电主动报警电路。电路中,VD2是沟通电电源指示灯,VD4是赤色发光二极管,R4是光敏电阻器,BL1是扬声器,VT1、VT2和周围元器材构成一个低频振荡器。

  光敏电阻的参数特性、结构原理及其运用

  有沟通市电时,220V沟通电压经过VD半波整流和Cl滤波,得到的直流电压经过Rl加到VD2上,使之发光指示沟通电供电正常。一起,经过R2加到VD3上,使VD3发光。

  因为VD3发光,光线照耀到光敏电阻器R4上,R4阻值小。这时,+3V直流电压经过R3和R4分压的电压加到VT1基极,因为R4阻值小,VT1截止,这时报警电路不作业。

  当沟通电断电时,VD3不发光,R4阻值显着增大,使VT1进入扩大状况,这时VT1、VT2等周围元器材构成的低频振荡器电路作业,扬声器BL1宣布动静报警,一起VD4发光显现断电。

  电路中,R5和C2构成低频振荡器中的正反馈电路。

  光敏电阻的参数特性、结构原理及其运用

  当外界亮庋低时,光敏电阻器R3阻值大,Cl的充电电压高,晶闸管VS1均匀导通时刻长,HL灯火就亮。

  因为R3的阻值是随外界光线强弱主动改动的,所以灯HL的亮度也是受外界光线强弱主动操控的。

  调理可变电阻器RP1阻值能够改动对电容Cl的充电时刻常数,即改动VS1的导通角,调理HL灯火的亮度。

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