光敏電阻是用硫化隔或硒化隔等半導(dǎo)體材料制成的特殊電阻器，其工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。光照愈強(qiáng)，阻值就愈低，隨著光照強(qiáng)度的升高，電阻值迅速降低，亮電阻值可小至1KΩ以下。光敏電阻對(duì)光線十分敏感，其在無光照時(shí)，呈高阻狀態(tài)，暗電阻一般可達(dá)1.5MΩ。光敏電阻的特殊性能，隨著科技的發(fā)展將得到極其廣泛應(yīng)用。

光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器，又稱為光電導(dǎo)探測(cè)器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。還有另一種入射光弱，電阻減小，入射光強(qiáng)，電阻增大。

光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，它是由半導(dǎo)體材料制成的。光敏電阻器對(duì)光的敏感性（即光譜特性）與人眼對(duì)可見光（0.4~0.76）μm的響應(yīng)很接近，只要人眼可感受的光，都會(huì)引起它的阻值變化。設(shè)計(jì)光控電路時(shí)，都用白熾燈泡（小電珠）光線或自然光線作控制光源，使設(shè)計(jì)大為簡(jiǎn)化。

根據(jù)光敏電阻的光譜特性，可分為三種光敏電阻器：紫外光敏電阻器、紅外光敏電阻器、可見光光敏電阻器。

光敏電阻符號(hào)

光敏電阻器是一種對(duì)光敏感的元件，它的電阻值能隨著外界光照強(qiáng)弱（明暗）變化而變化。

光敏電阻器在電路中用字母“R”或“RL”、“RG”表示，圖1-25是其電路圖形符號(hào)。

光敏電阻器的結(jié)構(gòu)

光敏電阻器的結(jié)構(gòu)與特性 光敏電阻器通常由光敏層、玻璃基片（或樹脂防潮膜）和電極等組成，如圖1-26所示。

光敏電阻器是利用半導(dǎo)體光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種特殊電阻器，對(duì)光線十分敏感。它在無光照射時(shí)，呈高阻狀態(tài)；當(dāng)有光照射時(shí)，其電阻值迅速減小。

光敏電阻的工作原理

光敏電阻的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。在半導(dǎo)體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻，為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極，接出引線，封裝在具有透光鏡的密封殼體內(nèi)，以免受潮影響其靈敏度。

入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子—空穴對(duì)將復(fù)合，光敏電阻的阻值也就恢復(fù)原值。在光敏電阻兩端的金屬電極加上電壓，其中便有電流通過，受到一定波長(zhǎng)的光線照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的增大而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。光敏電阻沒有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也加交流電壓。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶內(nèi)載流子數(shù)目的多少。

光敏電阻的參數(shù)

光敏電阻器的主要參數(shù)有亮電阻（RL）、暗電阻（RD）、最高工作電壓（VM）、亮電流（IL）、暗電流（ID）、時(shí)間常數(shù)、溫度系數(shù)靈敏度等。

1．亮電阻 亮電阻是指光敏電阻器受到光照射時(shí)的電阻值。

2．暗電阻 暗電阻是指光敏電阻器在無光照射（黑暗環(huán)境）時(shí)的電阻值。

3．最高工作電壓 最高工作電壓是指光敏電阻器在額定功率下所允許承受的最高電壓。

4．亮電流 視電流是指在無光照射時(shí)，光敏電阻器在規(guī)定的外加電壓受到光照時(shí)所通過的電流。

5．暗電流 暗電流是指在無光照射時(shí)，光敏電阻器在規(guī)定的外加電壓下通過的電流。

6．時(shí)間常數(shù) 時(shí)間常數(shù)是指光敏電阻器從光照躍變開始到穩(wěn)定亮電流的63%時(shí)所需的時(shí)間。

7．電阻溫度系數(shù) 溫度系數(shù)是指光敏電阻器在環(huán)境溫度改變1℃時(shí)，其電阻值的相對(duì)變化。

8．靈敏度 靈敏度是指光敏電阻器在有光照射和無光照射時(shí)電阻值的相對(duì)變化。

光敏電阻的作用

光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，它是由半導(dǎo)體材料制成的。光敏電阻器對(duì)光的敏感性（即光譜特性）與人眼對(duì)可見光（0.4~0.76）μm的響應(yīng)很接近，只要人眼可感受的光，都會(huì)引起它的阻值變化。設(shè)計(jì)光控電路時(shí)，都用白熾燈泡（小電珠）光線或自然光線作控制光源，使設(shè)計(jì)大為簡(jiǎn)化。

隨著的光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值開始迅速下降。若進(jìn)一步增大光照強(qiáng)度，則電阻值變化減小，然后逐漸趨向平緩。在大多數(shù)情況下，該特性為非線性?？梢姽饷綦娮杈哂徐`敏度高，反應(yīng)速度快，穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)嗎，根據(jù)光敏電阻的這個(gè)特性，可用它來設(shè)計(jì)光控可調(diào)光電路，光控開關(guān)等。

1、暗電阻、亮電阻

光敏電阻在室溫和全暗條件下測(cè)得的穩(wěn)定電阻值稱為暗電阻，或暗阻。此時(shí)流過的電流稱為暗電流。例如MG41-21型光敏電阻暗阻大于等于0.1M。

光敏電阻在室溫和一定光照條件下測(cè)得的穩(wěn)定電阻值稱為亮電阻或亮阻。此時(shí)流過的電流稱為亮電流。MG41-21型光敏電阻亮阻小于等于1k。亮電流與暗電流之差稱為光電流。顯然，光敏電阻的暗阻越大越好，而亮阻越小越好，也就是說暗電流要小，亮電流要大，這樣光敏電阻的靈敏度就高。

2、伏安特性

在一定照度下，光敏電阻兩端所加的電壓與流過光敏電阻的電流之間的關(guān)系，稱為伏安特性。

3、光電特性

光敏電阻的光電流與光照度之間的關(guān)系稱為光電特性。如圖2.6.3所示，光敏電阻的光電特性呈非線性。因此不適宜做檢測(cè)元件，這是光敏電阻的缺點(diǎn)之一，在自動(dòng)控制中它常用做開關(guān)式光電傳感器。

4、光譜特性

對(duì)于不同波長(zhǎng)的入射光，光敏電阻的相對(duì)靈敏度是不相同的。各種材料的光譜特性如圖2.6.4所示。從圖中看出，硫化鎘的峰值在可見光區(qū)域，而硫化鉛的峰值在紅外區(qū)域，因此在選用光敏電阻時(shí)應(yīng)當(dāng)把元件和光源的種類結(jié)合起來考慮，才能獲得滿意的結(jié)果。

5、頻率特性

當(dāng)光敏電阻受到脈沖光照時(shí)，光電流要經(jīng)過一段時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)態(tài)值，光照突然消失時(shí)，光電流也不立刻為零。這說明光敏電阻有時(shí)延特性。由于不同材料的光敏電阻時(shí)延特性不同，所以它們的頻率特性也不相同。圖2.6.5給出相對(duì)靈敏度Kr，與光強(qiáng)變化頻率f之間的關(guān)系曲線，可以看出硫化鉛的使用頻率比硫化鉈高的多。但多數(shù)光敏電阻的時(shí)延都較大，因此不能用在要求快速響應(yīng)的場(chǎng)合，這是光敏電阻的一個(gè)缺陷。

光敏電阻應(yīng)用電路

1.光控開關(guān)電路

圖2-38所示是一種光控開關(guān)電路，這一光控開關(guān)電路可以用在一些樓道、路燈等公共場(chǎng)所。通過光敏電阻器，它在天黑時(shí)會(huì)自動(dòng)開燈，天亮?xí)r自動(dòng)熄滅。電路中，VS1是晶閘管，Rl是光敏電阻器。

當(dāng)光線亮?xí)r，光敏電阻器Rl阻值小，220V交流電壓經(jīng)VD1整流后的單向脈沖性直流電壓在RP1和Rl分壓后的電壓小，加到晶閘管VS1控制極的電壓小，這時(shí)晶閘管VS1不能導(dǎo)通，所以燈HL回路無電流，燈不亮。

當(dāng)光線暗時(shí)，光敏電阻器Rl阻值大，RPI和Rl分壓后的電壓大，加到晶閘管VS1控制極的電壓大，這時(shí)晶閘管VS1進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，所以燈HL回路有電流流過，燈點(diǎn)亮。

圖2-39所示是燈光亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)電路，這一電路能根據(jù)外界光線的強(qiáng)弱來自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光亮度。電路中，VS1是晶閘管，N是氖管，HL是燈，R3是光敏電阻器。

電路中，晶閘管VS1和二極管VD1~VD4組成全波相控電路，用氖管N作為VS1的觸發(fā)管。

220V交流電通過負(fù)載HL加到VD1~VD4橋式整流電路中，整流后的單向脈沖直流電壓加到晶閘管VS1陽(yáng)極和陰極之間，VS1導(dǎo)通與截止受控制極上的電壓控制。整流后的電路還加到各電阻和電容上。

直流電壓通過Rl和RP1對(duì)電容Cl進(jìn)行充電，Cl上充到的電壓通過氖管N加到晶閘管VS1控制極上，當(dāng)Cl上電壓上升到一定程度時(shí)，氖管N啟輝，將電壓加到晶閘管VS1控制極上，使晶閘管VS1導(dǎo)通，燈HL點(diǎn)亮。

電容Cl上平均電壓大小決定了晶閘管VS1交流電一個(gè)周期內(nèi)平均導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)短，從而決定了燈的亮度。

當(dāng)外界亮度高時(shí)，光敏電阻器R3阻值小，Cl的充電電壓低，晶閘管VS1平均導(dǎo)通時(shí)間短，HL燈光就暗。

3.停電自動(dòng)報(bào)警電路

圖2-41所示是停電自動(dòng)報(bào)警電路。電路中，VD2是交流電電源指示燈，VD4是紅色發(fā)光二極管，R4是光敏電阻器，BL1是揚(yáng)聲器，VT1、VT2和周圍元器件構(gòu)成一個(gè)低頻振蕩器。

有交流市電時(shí)，220V交流電壓通過VD半波整流和Cl濾波，得到的直流電壓通過Rl加到VD2上，使之發(fā)光指示交流電供電正常。同時(shí)，通過R2加到VD3上，使VD3發(fā)光。

由于VD3發(fā)光，光線照射到光敏電阻器R4上，R4阻值小。這時(shí)，+3V直流電壓通過R3和R4分壓的電壓加到VT1基極，因?yàn)镽4阻值小，VT1截止，這時(shí)報(bào)警電路不工作。

當(dāng)交流電斷電時(shí)，VD3不發(fā)光，R4阻值明顯增大，使VT1進(jìn)入放大狀態(tài)，這時(shí)VT1、VT2等周圍元器件構(gòu)成的低頻振蕩器電路工作，揚(yáng)聲器BL1發(fā)出聲響報(bào)警，同時(shí)VD4發(fā)光顯示斷電。

電路中，R5和C2構(gòu)成低頻振蕩器中的正反饋電路。

當(dāng)外界亮庋低時(shí)，光敏電阻器R3阻值大，Cl的充電電壓高，晶閘管VS1平均導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)，HL燈光就亮。

由于R3的阻值是隨外界光線強(qiáng)弱自動(dòng)變化的，所以燈HL的亮度也是受外界光線強(qiáng)弱自動(dòng)控制的。

調(diào)節(jié)可變電阻器RP1阻值可以改變對(duì)電容Cl的充電時(shí)間常數(shù)，即改變VS1的導(dǎo)通角，調(diào)節(jié)HL燈光的亮度。