光敏电阻

光敏电阻

光敏电阻（又称光导管）是一种基于内光电效应（光电导效应）工作的均质半导体光电器件。其电阻值随入射光照强度变化，光照越强，电阻越小。光敏电阻具有灵敏度高、工作电流大（可达数毫安）、光谱响应范围宽、体积小、重量轻、机械强度高、耐冲击、耐振动、抗过载能力强、寿命长等优点，但也存在响应时间长、频率特性差、强光线性差、受温度影响大等缺点。主要用于红外弱光探测和开关控制领域。

结构与工作原理

光敏电阻的核心是涂敷在玻璃或陶瓷基片上的光电导材料薄膜。当入射光照射到半导体材料上时，若光子能量足够强，电子受激发从价带跃迁到导带，产生电子-空穴对，使载流子浓度增加，电阻率下降。为增大感光面积和光电流，常采用梳状电极结构。

典型材料

• 硫化镉光敏电阻（CdS）：最常见，峰值响应在可见光区域（0.52μm），用于灯光自动控制和相机测光。
• 硫化铅光敏电阻（PbS）：近红外波段最灵敏，用于火灾探测，光谱特性受温度影响显著。
• 锑化铟光敏电阻（InSb）：3-5μm波段主要探测器件，由单晶材料制备。
• 碲化镉汞光敏电阻（Hg₁₋ₓCdₓTe）：性能最优良的红外探测器，组分可调，覆盖1-30μm波段。

主要参数与特性

• 暗电阻/暗电流：无光照时的阻值/电流，暗电阻通常超过1MΩ。
• 亮电阻/亮电流：有光照时的阻值/电流，亮电阻可降至1kΩ以下。
• 光电流：亮电流与暗电流之差，反映灵敏度。
• 伏安特性：一定照度下电压与光电流的关系，呈线性，无饱和现象。
• 光照特性：光电流与光照强度的关系，通常为非线性，不宜作线性测量元件。
• 光谱特性：相对灵敏度与入射波长的关系，不同材料峰值波长不同。
• 响应时间：光电流变化滞后于光照变化，时间常数较大，是主要缺点。
• 温度特性：温度影响光谱响应、灵敏度和暗电阻，硫化铅光敏电阻受温度影响最大。