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基础知识之光电阻?
时间: 2024-11-17 20:40:42
作者: 半岛官网入口网页版
是用硫化镉或硒化镉等半导体材料制造成的特殊电阻器,其工作原理是基于内光电效应。光照愈强,阻值就愈低,随着光照强度的升高,电阻值迅速降低,亮电阻值可小至1KΩ以下。光敏电阻对光线十分敏感,其在无光照时,呈高阻状态,暗电阻一般可达1.5MΩ。
光敏电阻器通常用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化)。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器,它是由半导体材料制造成的。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。
光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线,将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻,为增加灵敏度,两电极常做成梳状。用来制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。一般会用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极,接出引线,封装在具有透光镜的密封壳体内,以免受潮影响其灵敏度。
光敏电阻的材料在光照下会发生光电效应,即光子的能量会被吸收并导致材料的电阻值发生明显的变化。当光敏电阻暴露在光线下时,光子会激发光敏材料中的电子,使其跃迁到导带中,产生电流。这会导致光敏电阻的电阻值降低。因此,光敏电阻的电阻值和光照强度呈反比关系:光照强度越高,电阻值越低。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,也加交流电压。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。
光敏电阻传感器(也称为光敏电阻器或光敏电流元件)是一种能够感知光照强度变化的电子元件。它们在许多应用中都有广泛的用途。以下是几个常见的光敏电阻传感器的应用方向:
1、光照控制:光敏电阻传感器能用于室内外照明系统中,根据光照强度的变化自动调节灯光的亮度。
2、智能家居:光敏电阻传感器可以与其他智能家居设备(如智能灯泡、窗帘等)配合使用,根据环境的光照变化实现自动化控制。
3、摄影与摄像:光敏电阻传感器可以帮助相机自动调节快门速度和曝光时间,以便在不同的光照条件下拍摄清晰的照片和视频。
4、安防系统:光敏电阻传感器能够适用于安防系统中,当周围环境的亮度发生变化时,触发警报或其他安全措施。
5、能量节约:光敏电阻传感器可用于智能照明系统或太阳能发电系统,以优化能量使用并提高能源效率。
图(1)是一种典型的光控调光电路,其工作原理是:当周围光线变弱时引起光敏电阻的阻值增加,使加在电容C上的分压上升,进而使可控硅的导通角增大,达到增大照明灯两端电压的目的。反之,若周围的光线变亮,则RG的阻值下降,导致可控硅的导通角变小,照明灯两端电压也同时下降,使灯光变暗,以此来实现对灯光照度的控制。 上述电路中整流桥给出的是必须是直流脉动电压,不能将其用电容滤波变成平滑直流电压,又可使电容C的充电在每个半周从零开始,准确完成对可控硅的同步移相触发。
图(2)是一种简单的暗激发继电器开关电路。其工作原理是:当照度下降到设置值时由于光敏电阻阻值上升激发VT1导通,VT2的激励电流使继电器工作,常开触点闭合,常闭触点断开,实现对外电路的控制。
图(3)是一种精密的暗激发时滞继电器开关电路。其工作原理是:当照度下降到设置值时由于光敏电阻阻值上升使运放IC的反相端电位升高,其输出激发VT导通,VT的激励电流使继电器工作,常开触点闭合,常闭触点断开,实现对外电路的控制。
2、范围广:它可以覆盖广泛的光强范围,从红外到可见光再到紫外线、成本低廉:与其他光敏元件相比,光敏电阻的制造成本相比来说较低,使其成为常见的光敏元件之一。
4、结构简单:光敏电阻通常由半导体材料制造成,其结构相对简单,易于使用和集成到各种电路中。
2、线性度差:光敏电阻的响应与光照之间的关系并非线性,这可能会引起一些精密光测量应用中的误差。
综上所述,光敏电阻具有高灵敏度、广泛的光强范围和低成本等优点,但也存在响应速度较慢和线性度差的缺点。根据具体应用的需求,选择适当的光敏元件,如光电二极管或光电传感器,可能更为合适。
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