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§ 3.1.2 光敏电阻第三章光电信息转换回首页
1
一,结构与原理光敏电阻利用光电导效应制成 。 当入射光子使电子由价带跃升到导带时,导带中的电阻和价带中的空穴二者均参与导电,因此电阻显著减小,称为光敏电阻 。
光敏电阻工作机理较复杂,但结构却十分简单,只是在一块匀质的光电导体两端加上电极即成 。
光敏电阻有以下优点：
1.光谱响应相当宽 。
2.所测的光强范围宽,即可对强光响应,也可对弱光响应 。
3.无极性之分,使用方便,成本低,寿命长 。
4.灵敏度高,工作电流大,可达数毫安 。
光敏电阻的不足之处,
强光照射下线性较差,频率特性也较差 。
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2
二．特性
1．光照特性有以下关系式：
I＝ KU a L b
式中 I —— 通过光敏电阻的电流；
U —— 加于光敏电阻的电压；
L —— 光敏电阻上的照度；
K —— 比例系数；
a —— 电压指数，一般近于 1；
b —— 照度指数。
2．光谱特性光谱特性与所用的材料和工艺过程有关。
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3
3．伏安特性因为伏安特性成线性，光敏电阻除用积分灵敏度外，
用比灵敏度也很方便。
Sb（ 比灵敏度 ）＝ Δ I /（ Uφ ）
（ 比灵敏度乘以电压就得积分灵敏度）
式中 I —— 光敏电阻被照射时和黑暗时的电流差；
U —— 光敏电阻上所加的电压；
φ —— 照射于光敏电阻上的光通量。
4．频率特性
5．疲乏特性光敏电阻的使用寿命，在密封良好，使用合理的情况下，几乎是无限长的。
6．温度特性
7．暗电阻和暗电流上一页下一页回首页回末页结束第三章
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4
三．电路光敏电阻的符号和连接电路如图 3.1.2-3。
在入射光通量变化范围一定的情况下，为了使输出电压
Vo变化范围最大，一般取
RL = RG
当入射光通量 Φ连续变化时,RG为光敏电阻变化的中间值，即
RG＝ (RG max ＋ RG min )/2
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5
当入射光通量 Φ跳跃变化时，
RG＝ (RG max × RG min )1/2
当入射光通量变化时，会引起 I和 U的同时变化,使整个系统线性变坏，噪声增加。为了降低光敏电阻的噪声，
提高信息转换精度，可采取以下办法：
1．采用光调制技术，一般调制频率为 800～ 1000Hz。
2．制冷或恒温，使热噪声减少。
3．采用合理的偏置，选择最佳的偏置电流，使信噪比达到最高。
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6
恒流偏置电路如图 3.1.2－ 4所示。图中，由于采用了稳压管 D，故 V b不变
，使 I b 不变,I c 不变，达到恒流的目的，这时，入射光通量的变化仅引起电压 V o 的变化。
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7
恒压偏置电路如图
3.1.2.－ 5所示。图中
，由于采用了稳压管
D，故 V b不变,V e 也不变。入射光通量的变化仅引起 I c的变化
，可以证明，恒压偏置的最大特点是光敏电阻的灵敏度与光敏电阻的暗阻值无关，
因而互换性好，调换光敏电阻时不影响仪器的精度。
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一,结构与原理光敏电阻利用光电导效应制成 。 当入射光子使电子由价带跃升到导带时,导带中的电阻和价带中的空穴二者均参与导电,因此电阻显著减小,称为光敏电阻 。
光敏电阻工作机理较复杂,但结构却十分简单,只是在一块匀质的光电导体两端加上电极即成 。
光敏电阻有以下优点：
1.光谱响应相当宽 。
2.所测的光强范围宽,即可对强光响应,也可对弱光响应 。
3.无极性之分,使用方便,成本低,寿命长 。
4.灵敏度高,工作电流大,可达数毫安 。
光敏电阻的不足之处,
强光照射下线性较差,频率特性也较差 。
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二．特性
1．光照特性有以下关系式：
I＝ KU a L b
式中 I —— 通过光敏电阻的电流；
U —— 加于光敏电阻的电压；
L —— 光敏电阻上的照度；
K —— 比例系数；
a —— 电压指数，一般近于 1；
b —— 照度指数。
2．光谱特性光谱特性与所用的材料和工艺过程有关。
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3．伏安特性因为伏安特性成线性，光敏电阻除用积分灵敏度外，
用比灵敏度也很方便。
Sb（ 比灵敏度 ）＝ Δ I /（ Uφ ）
（ 比灵敏度乘以电压就得积分灵敏度）
式中 I —— 光敏电阻被照射时和黑暗时的电流差；
U —— 光敏电阻上所加的电压；
φ —— 照射于光敏电阻上的光通量。
4．频率特性
5．疲乏特性光敏电阻的使用寿命，在密封良好，使用合理的情况下，几乎是无限长的。
6．温度特性
7．暗电阻和暗电流上一页下一页回首页回末页结束第三章
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三．电路光敏电阻的符号和连接电路如图 3.1.2-3。
在入射光通量变化范围一定的情况下，为了使输出电压
Vo变化范围最大，一般取
RL = RG
当入射光通量 Φ连续变化时,RG为光敏电阻变化的中间值，即
RG＝ (RG max ＋ RG min )/2
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当入射光通量 Φ跳跃变化时，
RG＝ (RG max × RG min )1/2
当入射光通量变化时，会引起 I和 U的同时变化,使整个系统线性变坏，噪声增加。为了降低光敏电阻的噪声，
提高信息转换精度，可采取以下办法：
1．采用光调制技术，一般调制频率为 800～ 1000Hz。
2．制冷或恒温，使热噪声减少。
3．采用合理的偏置，选择最佳的偏置电流，使信噪比达到最高。
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恒流偏置电路如图 3.1.2－ 4所示。图中，由于采用了稳压管 D，故 V b不变
，使 I b 不变,I c 不变，达到恒流的目的，这时，入射光通量的变化仅引起电压 V o 的变化。
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恒压偏置电路如图
3.1.2.－ 5所示。图中
，由于采用了稳压管
D，故 V b不变,V e 也不变。入射光通量的变化仅引起 I c的变化
，可以证明，恒压偏置的最大特点是光敏电阻的灵敏度与光敏电阻的暗阻值无关，
因而互换性好，调换光敏电阻时不影响仪器的精度。
