光电信息转换器件 §3.1.2光敏电阻 .结构与原理 第 三光敏电阻利用光电导效应制成。当入射光子使电子由价带 E司跃升到导带时,导带中的电阻和价带中的空穴二者均参与导章 电,因此电阻显著减小,称为光敏电阻。 光敏电阻工作机理较复杂,但结构却十分简单,只是在一电 块匀质的光电导体两端加上电极即成 光敏电阻有以下优点: 所刻1光谱响应相当宽。 光电信息转换一 2所测的光强范围宽,即可对强光响应,也可对弱光响应 3无极性之分,使用方便,成本低,寿命长。 4灵敏度高,工作电流大,可达数毫安 光敏电阻的不足之处: 强光照射下线性较差,频率特性也较差
上一页 下一页 回首页 回末页 结束 第三章 §3.1.2 光敏电阻 第 三 章 光 电 信 息 转 换 回首页 1 一．结构与原理 光敏电阻利用光电导效应制成。当入射光子使电子由价带 跃升到导带时，导带中的电阻和价带中的空穴二者均参与导 电，因此电阻显著减小，称为光敏电阻。 光敏电阻工作机理较复杂，但结构却十分简单，只是在一 块匀质的光电导体两端加上电极即成。 光敏电阻有以下优点： 1.光谱响应相当宽。 2.所测的光强范围宽，即可对强光响应，也可对弱光响应。 3.无极性之分，使用方便，成本低，寿命长。 4.灵敏度高，工作电流大，可达数毫安。 光敏电阻的不足之处： 强光照射下线性较差，频率特性也较差。 上一节
光电信息转换器件 §3.1.2光敏电阻 二.特性 浮三 1.光照特性 有以下关系式: =KUaL 回远 式中I通过光敏电阻的电流; U—加于光敏电阻的电压; 第三章光电信息转换 回 光敏电阻上的照度 了 K—比例系数; a—电压指数,一般近于1; b—照度指数 2.光谱特性 光谱特性与所用的材料和工艺过程有关
上一页 下一页 回首页 回末页 结束 第三章 §3.1.2 光敏电阻 第三章光电信息转换 回首页 2 二．特性 1．光照特性 有以下关系式： I＝KU a L b 式中 I ——通过光敏电阻的电流； U ——加于光敏电阻的电压； L ——光敏电阻上的照度； K ——比例系数； a ——电压指数，一般近于 1 ； b ——照度指数。 2．光谱特性 光谱特性与所用的材料和工艺过程有关
光电信息转换器作 §3.1.2光敏电阻 3.伏安特性 浮三 因为伏安特性成线性,光敏电阻除用积分灵敏度外, 用比灵敏度也很方便 Sb(比灵敏度)=△I/(Uφ) 回远 (比灵敏度乘以电压就得积分灵敏度) 式中I—光敏电阻被照射时和黑暗时的电流差; U—光敏电阻上所加的电压 第三章光电信息转换 回 d—照射于光敏电阻上的光通量 4.频率特性 5.疲乏特性 光敏电阻的使用寿命,在密封良好,使用合理的情况 下,几乎是无限长的。 6.温度特性 7.暗电阻和暗电流
上一页 下一页 回首页 回末页 结束 第三章 §3.1.2 光敏电阻 第 三 章 光 电 信 息 转 换 回首页 3 3．伏安特性 因为伏安特性成线性，光敏电阻除用积分灵敏度外， 用比灵敏度也很方便。 Sb（比灵敏度）＝ΔI /（Uφ） （比灵敏度乘以电压就得积分灵敏度） 式中 I ——光敏电阻被照射时和黑暗时的电流差； U ——光敏电阻上所加的电压； φ——照射于光敏电阻上的光通量。 4．频率特性 5．疲乏特性 光敏电阻的使用寿命，在密封良好，使用合理的情况 下，几乎是无限长的。 6．温度特性 7．暗电阻和暗电流
光电信息转换器作 §3.1.2光敏电阻 电路 光敏电阻的符号和连接电 路如图3.1.2-3 在入射光通量变化范围一21 定的情况下,为了使输出电压 产V变化范围最大,一般取 第三章光电信息转换 回 RL= RG 当入射光通量Φ连续变化 时,R为光敏电阻变化的中间 回值,即 图3.1.2-3光敏电阻输出电路 RG=(RG max t rg min )/2
上一页 下一页 回首页 回末页 结束 第三章 §3.1.2 光敏电阻 第三章光电信息转换 回首页 4 三．电路 光敏电阻的符号和连接电 路如图3.1.2 - 3 。 在入射光通量变化范围一 定的情况下，为了使输出电压 Vo变化范围最大，一般取 RL = RG 当入射光通量 Φ连续变化 时， R G为光敏电阻变化的中间 值，即RG ＝(RG max ＋ RG min )/2
光电信息转换器作 §3.1.2光敏电阻 当入射光通量Φ跳跃变化时, 浮三 RG=(Rcmx×RGmn)12 当入射光通量变化时,会引起I和U的同时变化,使整 回远 个系统线性变坏,噪声增加。为了降低光敏电阻的噪声, 提高信息转换精度,可采取以下办法: 第三章光电信息转换 回 1.采用光调制技术,一般调制频率为800~1000Hz。 了 2.制冷或恒温,使热噪声减少。 3.采用合理的偏置,选择最佳的偏置电流,使信噪比 达到最高
上一页 下一页 回首页 回末页 结束 第三章 §3.1.2 光敏电阻 第 三 章 光 电 信 息 转 换 回首页 5 当入射光通量Φ跳跃变化时， RG＝(RG max × RG min ) 1/2 当入射光通量变化时，会引起I和U的同时变化 ，使整 个系统线性变坏，噪声增加。为了降低光敏电阻的噪声， 提高信息转换精度，可采取以下办法： 1．采用光调制技术，一般调制频率为800～1000Hz。 2．制冷或恒温，使热噪声减少。 3．采用合理的偏置，选择最佳的偏置电流，使信噪比 达到最高
光电信息转换器件 §3.1.2光敏电阻 恒流偏置电路如 浮三 图3.1.2-4所示。图 R 中,由于采用了稳 后压管D,故V不变 TH ,使Ib不变,I。不 变,达到恒流的目 D 第三章光电信息转换 的,这时,入射光C R L 通量的变化仅引起 E电压V的变化 國3.1.2-4 恒流偏置电路 6
上一页 下一页 回首页 回末页 结束 第三章 §3.1.2 光敏电阻 第三章光电信息转换 回首页 6 恒流偏置电路如 图3.1.2 － 4所示。图 中，由于采用了稳 压管 D，故 V b不变 ，使 I b 不变， I c 不 变，达到恒流的目 的，这时，入射光 通量的变化仅引起 电压 V o 的变化
光电信息转换器件 §3.1.2光敏电阻 恒压偏置电路如图 第 浮312-5所示。图中 由于采用了稳压管 工 R R 工·章 D,故Vb不变,V。也 b 不变。入射光通量的 V1 变化仅引起I的变化 ,可以证明,恒压偏 D e 光电信息转 置的最大特点是光敏C 电阻的灵敏度与光敏 Rc换 」电阻的暗阻值无关 团因而互换性好,调换 光敏电阻时不影响仪 图3.1.2-5 器的精度 恒压偏置电路
上一页 下一页 回首页 回末页 结束 第三章 §3.1.2 光敏电阻 第三章光电信息转换 回首页 7 恒压偏置电路如图 3.1.2. － 5所示。图中 ，由于采用了稳压管 D，故V b不变，V e 也 不变。入射光通量的 变化仅引起 I c的变化 ，可以证明，恒压偏 置的最大特点是光敏 电阻的灵敏度与光敏 电阻的暗阻值无关， 因而互换性好，调换 光敏电阻时不影响仪 器的精度