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光敏电阻的基本特性解析

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:图8-3所示为硫化镉光敏电阻的光照特性。光敏电阻的相对光敏灵敏度与入射波长的关系称为光敏电阻的光谱特性,亦称为光谱响应。而硫化铅光敏电阻响应于近红外和中红外区,常用作火焰探测器的探头。图8-6所示为硫化铅光敏电阻的光谱温度特性曲线,它的峰值随着温度上升向波长短的方向移动。因此,硫化铅光敏电阻要在低温、恒温的条件下使用。

光敏电阻的基本特性解析

1.伏安特性

在一定照度下,流过光敏电阻电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。图8-2所示为硫化镉光敏电阻的伏安特性曲线。由图可见,光敏电阻在一定的电压范围内,其I-U曲线为直线。说明其阻值与入射光量有关,而与电压电流无关。光敏电阻在不同照度下,斜率不同。同普通电阻一样,光敏电阻也有最大功率,超过额定功率将会导致光敏电阻永久性损坏。

2.光照特性

光敏电阻的光照特性是描述光电流I光照强度之间的关系,不同材料的光照特性是不同的,绝大多数光敏电阻光照特性是非线性的。图8-3所示为硫化镉光敏电阻的光照特性。

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图8-2 硫化镉光敏电阻的伏安特性

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图8-3 光敏电阻的光照特性

3.光谱特性

光敏电阻对入射光的光谱具有选择作用,即光敏电阻对不同波长的入射光有不同的灵敏度。光敏电阻的相对光敏灵敏度与入射波长的关系称为光敏电阻的光谱特性,亦称为光谱响应。图8-4所示为几种不同材料光敏电阻的光谱特性。选用光敏电阻时,应考虑光源的发光波长与光敏电阻的光谱特性峰值的波长相接近,这样才能获得高的灵敏度。对应于不同波长,光敏电阻的灵敏度是不同的,而且不同材料的光敏电阻光谱响应曲线也不同。从图中可见,硫化镉光敏电阻的光谱响应的峰值在可见光区域,常被用作光度量测量(照度计)的探头。而硫化铅光敏电阻响应于近红外和中红外区,常用作火焰探测器的探头。

4.频率特性

实验证明,光敏电阻的光电流不能随着光强改变而立刻变化,即光敏电阻产生的光电流有一定的惰性,这种惰性通常用时间常数表示。大多数的光敏电阻时间常数都较大,这是它的缺点之一。不同材料的光敏电阻具有不同的时间常数(毫秒数量级),因而它们的频率特性也就各不相同。图8-5所示为硫化镉和硫化铅光敏电阻的频率特性。相比较,硫化铅的使用频率范围较大。

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图8-4 光敏电阻的光谱特性

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图8-5 光敏电阻的频率特性

5.温度特性

光敏电阻和其他半导体器件一样,受温度影响较大。温度变化时,影响光敏电阻的光谱响应,同时光敏电阻的灵敏度和暗电阻也随之改变,尤其是响应于红外区的硫化铅光敏电阻受温度影响更大。图8-6所示为硫化铅光敏电阻的光谱温度特性曲线,它的峰值随着温度上升向波长短的方向移动。随着温度升高,暗电阻与灵敏度都下降。因此,硫化铅光敏电阻要在低温、恒温的条件下使用。对于可见光的光敏电阻,其温度影响要小一些。

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图8-6 硫化铅光敏电阻的光谱温度特性

光敏电阻具有光谱特性好、允许的光电流大、灵敏度高、使用寿命长、体积小等优点,所以应用广泛。此外,许多光敏电阻对红外线敏感,适宜于红外线光谱区工作。光敏电阻的缺点是型号相同的光敏电阻参数参差不齐,并且由于光照特性的非线性,不适宜于测量要求线性的场合,常用作开关式光电信号的传感元件。

表8-1所示为几种光敏电阻的特性参数。

表8-1 几种光敏电阻的特性参数

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