NTC热敏电阻

光敏电阻的特点、应用以及它的符号!

发布时间:2018-10-18    文章来源:敏创原创    点击次数:
什么是光敏电阻?
 
  光电阻器,也称为光敏电阻器(LDR),是最常用于指示光存在或不存在的光敏器件,或用于测量光强度。在黑暗中,它们的电阻非常高,有时高达1MΩ,但是当LDR传感器暴露在光线下时,电阻会急剧下降,甚至低至几欧姆,具体取决于光强度。LDR具有随所施加的光的波长而变化的灵敏度,并且是非线性器件。它们用于许多应用中,但有时被其他设备(例如光电二极管和光电晶体管)淘汰。一些国家已经禁止使用铅或镉制成的LDR,而不是环境安全问题。


光敏电阻定义
  光电阻器是光敏电阻器,其电阻随着它们暴露的光强度的增加而降低。
 
特点
光电阻和工作机制的类型
  根据所用材料,光电阻可分为两种类型; 内在和外在的。本征光电阻器使用未掺杂的材料,例如硅或锗。落在器件上的光子将电子从价带激发到导带,并且该过程的结果是材料中更多的自由电子,其可以携带电流,因此电阻更小。外部光电阻器由掺杂杂质的材料制成,也称为掺杂剂。掺杂剂在现有价带之上产生新的能带,由电子组成。由于能隙较小,这些电子需要较少的能量才能过渡到导带。结果是对不同波长的光敏感的装置。无论如何,两种类型在照明时都会表现出电阻的降低。光强度越高,电阻降越大。因此,LDR的电阻是光强度的反向非线性函数。


波长依赖性
  光电阻的灵敏度随光波长而变化。如果波长超出一定范围,则根本不会影响器件的电阻。可以说LDR在该光波长范围内不敏感。不同的材料具有不同的波长与灵敏度的独特光谱响应曲线。外部光敏电阻通常设计用于较长波长的光,具有红外(IR)趋势。在IR范围内工作时,必须注意避免热量积聚,这可能会因热效应改变设备的电阻而影响测量。此处显示的图表示由不同材料制成的光电导探测器的光谱响应,其工作温度以K表示并写在括号中。

 


灵敏度
  光敏电阻的灵敏度低于光电二极管和光电晶体管。光电二极管和光电晶体管是真正的半导体器件,它使用光来控制PN结上的电子和空穴的流动,而光依赖电阻器是无源元件,缺少PN结。如果光强度保持恒定,由于温度变化,电阻可能仍然显着变化,因此它们也对温度变化敏感。该特性使得LDR不适合于精确的光强度测量。
 
潜伏
  光电阻器的另一个有趣特性是在照明变化和电阻变化之间存在时间延迟。这种现象称为电阻恢复率。当在完全黑暗之后施加光时,电阻通常需要大约10ms才能完全下降,而在完全去除光之后,电阻可能需要长达1秒才能回升到起始值。由于这个原因,LDR不能用于记录光的快速波动或用于驱动控制设备的情况,但是在一些其他设备中,例如音频压缩器,利用这种相同的特性,其中光依赖电阻器的功能是顺利应对。


光电阻器的结构和性能
  自从发现硒光电导率以来,已发现许多材料具有相似的特性。在20世纪30年代和40年代,随着硅和锗制成的光电导体的发展,研究了PbS,PbSe和PbTe。现代的光敏电阻器由硫化铅,硒化铅,锑化铟和最常见的硫化镉和硒化镉制成。流行的硫化镉类型通常表示为CdS光敏电阻。为了制造硫化镉LDR,混合高纯度的硫化镉粉末和惰性粘合材料。然后将该混合物压制并烧结。将电极真空蒸发到一侧的表面上以形成交错梳子并连接连接引线。然后将盘安装在玻璃外壳中或用透明塑料封装以防止表面污染。硫化镉的光谱响应曲线与人眼的光谱响应曲线相匹配。峰值灵敏度波长约为560-600nm,处于光谱的可见部分。应注意,含铅或镉的设备不符合RoHS标准,并禁止在符合RoHS法规的国家/地区使用。



光敏电阻的典型应用
  光电阻器最常用作光传感器。当需要检测光的存在和不存在或测量光强度时,经常使用它们。例如夜灯和摄影测光表。用于光敏电阻的有趣爱好者应用是线跟踪机器人,它使用光源和两个或多个LDR来确定所需的路线变化。有时,它们被用于传感应用之外,例如在音频压缩器中,因为它们对光的反应不是瞬时的,因此LDR的功能是引入延迟响应。


光传感器
  如果需要基本光传感器,则可以使用诸如图中的LDR电路。当到达LDR电阻器的光强度足够时,LED亮起。10K可变电阻用于设置LED开启的阈值。如果LDR光低于阈值强度,则LED将保持关闭状态。在实际应用中,LED将被继电器替换,或者输出可以连接到微控制器或某些其他设备。如果需要黑暗传感器,LED将在没有光线的情况下点亮,则应更换LDR和两个10K电阻。
 



音频压缩器
  音频压缩器是当信号幅度高于设定值时降低音频放大器增益的装置。这样做是为了放大柔和的声音,同时防止大声的声音被削波。一些压缩机使用LDR和连接到信号源的小灯(LED或电致发光面板)来产生信号增益的变化。有些人认为这种技术可以为信号增加更平滑的特性,因为光和电阻的响应时间会使攻击和释放变得柔和。这些应用中响应时间的延迟大约为0.1秒。
 

光敏电阻符号
  以下符号用于描述符合IEC标准的光电阻或光电阻。有时电阻器符号被圈起来,箭头在圆圈外面
光敏电阻符号
IEC标准
 

 



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