实例详解电子元器件 光敏电阻实物图、电路符号、原理、应用电路

光敏电阻实物

下图是几种常见的光敏电阻实物图，由图可见，光敏电阻有两个引脚，并且引脚没有正负极之分。

光敏电阻电路符号

下图为光敏电阻在电路中的图形符号，

光敏电阻结构及原理

光敏电阻的结构示意图和原理示意图见下图。

其基本原理是光电效应。在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增大而变大，从而实现光电转换。

光敏电阻分类

光敏电阻按其光谱特性，可分为可见光光敏电阻、紫外光光敏电阻、红外光光敏电阻。

可见光光敏电阻如下图所示，主要用于各种光电自动控制系统、电子照相机和光报警器等电子产品中，如光控夜灯、照相机、人体感应开关等。

紫外光光敏电阻主要用于紫外线探测仪等。如下图。

红外光光敏电阻主要用于天文、军事等领域的自动控制系统中。如下图。

光敏电阻主要参数

光敏电阻的主要参数有亮电阻、暗电阻、最高工作电压、亮电流、暗电流、时间常数、电阻温度系数、灵敏度等。

暗电阻

光敏电阻在室温和全暗条件下测得的稳定电阻值。

亮电阻

光敏电阻在室温和一定光照条件下测得的稳定电阻值。

光敏电阻的暗阻越大越好，亮阻越小越好，这样光敏电阻的灵敏度最高。

暗电流

光敏电阻在无光照时，在规定的外加电压下通过的电流。

亮电流

光敏电阻在规定的外加电压受到光照时所通过的电流。

亮电流与暗电流之差称为光电流。

时间常数

光敏电阻从光照跃变开始到稳定亮电流的63%时所需的时间。

电阻温度系数

光敏电阻在环境温度改变1度时，其电阻值的相对变化。

灵敏度

光敏电阻在有光照和无光照时电阻值的相对变化。

光敏电阻伏安特性

下图所示是光敏电阻伏安特性曲线。

它是在一定光照条件下，光敏电阻两端所加电压与流过光敏电阻电流之间的关系特性，从图中可以看出光敏电阻的伏安特性近似为直线，而且没有饱和现象。

光敏电阻的光电流与光照度之间关系称为光电特性。从曲线中可以看出，光照度增强，电流增大，说明光敏电阻的阻值在减小。

光敏电阻的光电特性呈非线性，因此不适宜做检测元件，这是光敏电阻的一个缺点。

光敏电阻的光电特性

下图为光敏电阻的光电特性曲线。

光敏电阻应用电路

下如所示是一种光敏电阻控制电路。电路中，R2是光敏电阻，K是继电器，VT2是继电器驱动管，RP1是灵敏度可调的可变电阻器。

光线亮时电路

当光线亮时，光敏电阻R2阻值比较小，这时RP1、R1、R2构成的分压电路输出电压比较小，即加到VT1基级的直流电压比较低，VT1处于截止状态，VT2也处于截止状态，继电器K中没有电流，继电器不会动作，常闭触点处于闭合状态，常开触点处于断开状态。

光线暗时电路

当光线暗时，光敏电阻R2阻值增加比较大，这时RP1、R1、R2构成的分压电路输出电压比较大，即加到VT1基级的直流电压比较高，高到足以使VT1处于导通状态，VT1发射极电压通过R4加到VT2基级，VT2也处于导通状态，继电器K中有电流，继电器动作，常闭触点处于断开状态，常开触点处于闭合状态。

改变PR1的阻值可以调节灵敏度，即光线暗到何等程度能使继电器动作。当PR1阻值减小时，VT1基级直流电压升高，也就是光线稍暗些，R2阻值稍增大些就能是继电器动作，所以是灵敏度提高了，反之则是灵敏度降低了。

下图是光控开关电路，可用在楼道、路灯等公共场合。它在天黑时自动亮灯，天亮时自动熄灯。电路中，VS1是晶闸管，R1是光敏电阻。

当光线亮时，光敏电阻R1阻值较小，220V交流电压经过VD1整流后的单向脉冲性直流电压在RP1和R1分压后的电压小，加到晶闸管VS1控制极的电压小，这时晶闸管VX1不能导通，所以灯HL回路无电流，灯不亮。

当光线暗时，光敏电阻R1阻值变大，220V交流电压经过VD1整流后的单向脉冲性直流电压在RP1和R1分压后的电压大，加到晶闸管VS1控制极的电压大，这时晶闸管VX1能够导通，所以灯HL回路有电流流过，灯点亮。

调节可变电阻器RP1的阻值，可以改变RP1和R1的分压输出电压大小，从而可以改变晶闸管VS1触发电压大小，这样可以调整光线变暗到什么程度时晶闸管VS1导通，即实现暗时亮灯的调节。

如果RP1阻值调大，就需要R1更大的阻值（光线变暗），才能时晶闸管VS1点亮，反之，RP1阻值调小就能在光线不是很暗时亮灯。

光敏电阻（传感器）实物欣赏

现代传感器原理——光敏传感器

1．光敏传感器的定义及分类：

（1）定义：将光能变换为相应电能的装置。

（2）分类

1） 光电效应传感器：用光敏材料的光电效应制成的光敏器件。 分为外光电效应和内

光电效应器件

2） 固态图像传感器：包括电荷耦合器件的光电转换和电荷转移功能制成的 CCD 图像

传感器和用光敏二极管与 MOS 晶体管构成的将光信号变成电荷或电流信号的 CMOS 图

像传感器两大类。

3） 光纤传感器：是唯一的有源光敏传感器，利用发光管或激光管发射的光，通过光纤

传输到被检测对象，经检测对象调制后的光沿着光导纤维反射或发送到光接收器，再经

接受解调后变成电信号。

4） 新型光敏传感器：包括利用各种新型光电转换原理制备的传感器，应用广泛的有激

光传感器、核辐射传感器，高分子光电传感器。

2．外光电效应：在光照下，某些材料中的电子逸出表面而产生光电子发射的现象，称为外

光电效应。

3．光电导效应：光照射半导体时材料吸收光子而产生电子-空穴对使电导率增加的现象称为

光电导效应。

4．光生伏特效应：受到光照射时产生电位差的现象称为光生伏特效应。

5．PN 结光生伏特效应：将 PN 结受光照后两段产生电动势的现象称为 PN 结光生伏特效应。

6．固态图像传感器的分类：电荷耦合器件 CCD 、互补金属氧化物场效应管型图像传感器

CMOS 、电荷注入器件 CID 。

7．光纤传感器的基本组成和分类：

（1）基本组成：主要由光源、光纤与光探测器三部分组成。

（2）分类：

8．光纤传感器的调制类型：按调制类型不同，将光纤传感器原理分为强度调制、相位调制、

频率调制、时分调制和偏振调制等。

9．光电发射二极管的工作原理：光照到阴极上产生光电子,阳极电压使其加速,碰撞气体分

子,电离出更多电子和离子，又被加速，碰撞…电离,即发生了电子倍增效应，相当于具有放

大作用，达 10 倍左右。

10．光电倍增管的工作原理：光照到光阴极上产生光电子,在真空电场下被加速，投射到第

一个“打拿极”D1 上，一个光电子可产生多个电子,多次被加速而激发打拿极后电子数目倍

增。

11．光敏三级管的工作原理：无光照时，集电结反偏，热激发少子电子从基区 b 漂移入 c，

空穴自 c 到 b，形成暗电流 Icbo；发射结正偏 Icbo 扩散越过此结。B 区留下的正离子吸引 e

区电子，被 c 收集形成 ce 间的暗电流即反向截止电流 Iceo。有光照时，大量光生电子漂移

到 c，b 留下正离子会吸引 e 的电子，又被 c 收集而形成放大的电流。集电结产生的光电流

为 IL。

12．光敏电阻在自动控制照明装置的应用及其电路分析：见书 P59。

13．光敏三级管在光电脉冲转换电路的应用及其电路分析：见书 P73。

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