d
I 亮电流：光照时电阻加上一定的电压所通过的电流
光电流：由光照产生的电流 I P I Id
2
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1. 光电特性
光敏电阻的光电流与光照度之间的关系称为光电特性。
弱光照下
强光照下
光照越强电阻越？ Sg
dg d e ,
q

q
bd hK f l
3
2
1 2
e,
弱光照时光电导与光照是线 性关系，则
I p g pU Sg EU
一般情况下光电导与光照关系
I p g pU Sg EU
光电阻：
Rp
1 gp
E Sg
强光时非线性
0.5 1
2
11
在对数坐标系 中光敏电阻的阻值R 在某段照度EV范围 内的光电特性近似 表现为线性，即γ保 持不变。则有：
logR1 logR2
光敏电阻缺点：
强光照射下线性较差，频率特性也较差。
2
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3.典型光敏电阻
（1） CdS(硫化镉)光敏电阻 ——可见光区
CdS光敏电阻的峰值响应波长为0.52μm，CdSe (硒化镉)光敏电阻为0.72μm，一般调整S和Se的比例， 可使Cd（S，Se）光敏电阻的峰值响应波长大致控制在 0.52~0.72μm范围内。亮暗电导比可达1011，一般为 106
1 2
q
bd hK f l
3
2
1 2
e,
因为增大受光面 积，可以提高光 电导；减小两极 间距离ｌ可以提 高光电灵敏度。 所以就将光敏电 阻的形状制造成 蛇形。
与电极间距3/2次方 成反比，与光通量 有关且是非线性的
2
4
光敏电阻的优缺点
光敏电阻优点：
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。
2
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3.光敏电阻的温度特性
光敏电阻为多数载流子导电的光电器件，具有复杂的温度 特性。
以室温（25℃）的相对 光电导率为100%，观测光 敏电阻的相对光电导率随温 度的变化关系，可以看出光 敏电阻的相对光电导率随温 度的升高而下降，光电响应 特性随着温度的变化较大。 这是因为温度越高，晶格振 动对电流的阻碍就越大。
2012.1贾湛制作
第2章 光电导器件
主讲：扬州职业大学 电子工程系 贾湛
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1
光电导效应——某些物质吸收了光子的能量
产生本征吸收或杂质吸收，从而改变了物质电 导率的现象。
光电导器件又称光敏电阻（photovaristor）— —利用具有光电导效应的材料制成电导随入射 光度量变化器件。 光敏电阻材料：硅、锗等本征半导体与杂质半 导体，硫化镉、硒化镉、氧化铅等。
logE2 logE1
R1与R2分别是照度为E1和E2时光敏电阻的阻值。
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2.光敏电阻伏安特性
在不同光照下加在光敏电 阻两端的电压U与流过它的 电流Ip的关系曲线，并称其 为光敏电阻的伏安特性。 图2-5所示为典型CdS光敏 电阻的伏安特性曲线 。
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。
2
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4.光敏电阻的时间响应
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。
光敏电阻的时间响应（又称为惯性）比其他光 电器件要差（惯性要大）些，频率响应要低些，而 且具有特殊性。
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2.2 光敏电阻的基本特性
光敏电阻的基本特性参数包含光电导特性、时间响 应、光谱响应、伏安特性与噪声特性等。
相关概念
g 暗电阻和暗电导：室温下，光敏电阻在全暗时的电阻和电导 d g 亮电阻和亮电导：光敏电阻在一定光照时的电阻和电导
g 光电导：光敏电阻由光照产生的电导 P I 暗电流：无光时由热激发产生的载流子形成的电流
符号
2
2
2.1 光敏电阻的原理与结构
本征型光敏电阻
杂质型光敏电阻
光照越强电阻越？ h Eg
h Ec Ed
本征半导体常用于可见光 波段测量 杂质半导体常用于红外波 段测量
2
h EV EA
3
光敏电阻的基本结构
弱光照下
Sg
dg d e ,
q
hcl 2
与电极间距 平方成反比
强光照下
1
Sg
dg d e,
被广泛地应用于灯光的自动 控制，照相机的自动测光等。
2
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（2） PbS(硫化铅)光敏电阻 ——红外区
PbS光敏电阻在2μm附近的红外辐射的探测灵敏度 很高，因此，常用于火灾的探测等领域。
（3）InSb(锑化铟)光敏电阻——红外区
InSb光敏电阻是3~5μm光谱范围内的主要探测器件 之一。
（4）Hg1-xCdxTe系列器件——红外区
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。
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。
它是目前所有红外探测器中性能最优良最有前途的探 测器件。由HgTe（碲化汞）和CdTe两种材料混合制 造，其中x标明Cd元素含量的组分。不同x，Eg不同。 一般组分x的变化范围为0.18~0.4，对应长波长的变化 范围为1~30μm。
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光敏电阻分类
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。
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光敏电阻命名规则
第一部分：主称 字母 含义
光敏
MG
电 阻
器
第二部分：用途或特征
数字
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
含义
特殊 紫外光 紫外光 紫外光 可见光 可见光 可见光 红外光 红外光 红外光
第三部分：序 号
例：
序号，以区别 该电阻器 的外形尺 寸及性能 指标
MG45-14（可见光敏电阻器） M――敏感电阻器 G――光敏电阻器 4――可见光 5-14――序号
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1.弱辐射作用情况下的时间响应
第一章推出（见P21）本征光电导器件在非平衡状态下光电导 率Δσ和光电流IΦ随时间变化的为：