光电式11光敏电阻.pptx
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1、 8.1 光电器件光电器件 1.外外光电效应光电效应 E=h h=6.62610-34(Js)光的频率(光的频率(s-1)在光线作用下,物体内的电子在光线作用下,物体内的电子逸出逸出物体表面物体表面向外发射向外发射的现象称为外光电效的现象称为外光电效应。应。向外发射的电子叫向外发射的电子叫光电子。光电子。(photoelectron)基于外光电效应的光电器件:基于外光电效应的光电器件:光电管光电管 光电倍增管。光电倍增管。.爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程 2.内光电效应内光电效应 在光线作用下,物体的在光线作用下,物体的导电性能导电性能发发生变化或产生光生生变化或产生光生电动势电动势
2、的效应称为内的效应称为内光电效应。光电效应。(1)光电导效应光电导效应 在光线作用下,半导体材料吸收了在光线作用下,半导体材料吸收了入射光子能量,入射光子能量,若光子的能量足够大,就会激发出若光子的能量足够大,就会激发出电子空穴对,使载流子浓度增加,电子空穴对,使载流子浓度增加,半导体的导电性增加,阻值减低,半导体的导电性增加,阻值减低,称为光电导效应。称为光电导效应。例如:例如:光敏电阻光敏电阻。(2)光生伏特效应光生伏特效应 在光线的作用下能够使物体产生一在光线的作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象称为光生伏特效定方向的电动势的现象称为光生伏特效应。应。例如例如光电池光电池。8.1.
3、1 光敏电阻光敏电阻 1.光敏电阻的结构与工作原理光敏电阻的结构与工作原理 光敏电阻又称光敏电阻又称光导管光导管,它几乎都是,它几乎都是用用半导体材料半导体材料制成的光电器件。制成的光电器件。光敏电阻光敏电阻没有极性没有极性,纯粹是一个电,纯粹是一个电阻器件,使用时既可加阻器件,使用时既可加直流电压直流电压,也可,也可以加以加交流电压交流电压。无光照时,光敏电阻值(暗电阻)无光照时,光敏电阻值(暗电阻)很大,电路中电流(暗电流)很小。很大,电路中电流(暗电流)很小。当光敏电阻受到当光敏电阻受到一定波长范围一定波长范围的光的光照时,它的阻值(亮电阻)急剧减小,照时,它的阻值(亮电阻)急剧减小,电
4、流迅速增大。电流迅速增大。一般希望暗电阻越大越好,一般希望暗电阻越大越好,亮电阻越小越好,亮电阻越小越好,此时光敏电阻的灵敏度高。此时光敏电阻的灵敏度高。暗电阻值一般在暗电阻值一般在兆欧量级兆欧量级,亮电阻值在亮电阻值在几千欧几千欧以下。以下。光敏电阻的结构很简单,光敏电阻的结构很简单,图图8-1(a)为金属封装的)为金属封装的硫化镉硫化镉光光敏电阻的结构图。敏电阻的结构图。光敏电阻结构(a)光敏电阻结构;(b)光敏电阻电极;(c)光敏电阻接线图 在玻璃底板上均匀地涂上一层薄薄在玻璃底板上均匀地涂上一层薄薄的半导体物质,称为的半导体物质,称为光导层光导层。半导体的两端装有金属电极,金属半导体的
5、两端装有金属电极,金属电极与引出线端相连接,光敏电阻通过电极与引出线端相连接,光敏电阻通过引出线端接入电路。引出线端接入电路。为了防止周围介质的影响,在半导为了防止周围介质的影响,在半导体光敏层上覆盖了一层体光敏层上覆盖了一层漆膜漆膜,漆膜的成分应使它在光敏层最敏感漆膜的成分应使它在光敏层最敏感的波长范围内透射率最大。的波长范围内透射率最大。为了提高灵敏度,光敏电阻的电极为了提高灵敏度,光敏电阻的电极一般采用梳状图案。一般采用梳状图案。2.光敏电阻的主要参数光敏电阻的主要参数 (1)暗电阻暗电阻 光敏电阻在不受光照射时的阻值称光敏电阻在不受光照射时的阻值称为暗电阻,此时流过的电流称为暗电流。为
6、暗电阻,此时流过的电流称为暗电流。(2)亮电流亮电流 光敏电阻在受光照射时的电阻称为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。亮电阻,此时流过的电流称为亮电流。(3)光电流光电流 亮电流亮电流与与暗电流暗电流之差称为光电流。之差称为光电流。3.光敏电阻的基本特性光敏电阻的基本特性 (1)伏安特性伏安特性 在一定在一定照度照度下,流过光敏电阻的电下,流过光敏电阻的电流与光敏电阻两端的电压的关系称为光流与光敏电阻两端的电压的关系称为光敏电阻的伏安特性。敏电阻的伏安特性。图图8-2为硫化镉光敏电阻的伏安特性为硫化镉光敏电阻的伏安特性曲线。曲线。硫化镉光敏电阻的伏安特性 光敏电阻
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