光敏電阻是一種電阻值隨外界光照強弱(明暗)變化而變化的元件,光越強阻值越小,光越弱阻值越大。如果把光敏電阻的兩個引腳接在萬用表的表筆上,用萬用表的R × 1k擋測量在不同的光照下光敏電阻的阻值:將光敏電阻從較暗的抽屜里移到陽光下或燈光下,萬用表讀數(shù)將會發(fā)生變化。在完全黑暗處,光敏電阻的阻值可達幾兆歐以上(萬用表指示電阻為無窮大,即指針不動),而在較強光線下,阻值可降到幾千歐甚至1千歐以下。
利用這一特性,可以制作出各種光控的小電路來。事實上街邊的路燈大多是用光控開關(guān)自動控制的,其中一個重要的元器件就是光敏電阻(或者是光敏三級管,一種功能相似的帶放大作用的半導(dǎo)體元件)。光敏電阻是在陶瓷基座上沉積一層硫化鎘(CdS)膜后制成的,實際上也是一種半導(dǎo)體元件。住宅或公寓里聲控樓道燈在白天不會點亮,也是因為光敏電阻在起作用。我們可以用它制作電子報曉雞,清晨天亮時喔喔叫。
(2) 特性與參數(shù)
主要有CdS元件、CdSe元件和PbS元件。它們的電阻率對某段波長的照度變化很敏感,當照度增加時,電阻率急劇減小,并在一定條件下,照度和電阻率可呈現(xiàn)線性關(guān)系。在完全無光照時,光敏電阻也會呈現(xiàn)一定的電阻值,稱為暗電阻,而光照時的電阻稱為光電阻。對CdS 光敏電阻,暗電阻約幾兆歐姆,而光電阻可小到幾百歐姆。光敏電阻的溫度系數(shù)和照度有關(guān),強光照射條件下為正,弱光照射條件下為負。
在上述三種光敏電阻中,以CdS光敏電阻應(yīng)用最廣。它可以工作在交流狀態(tài),對可見光敏感,輸出信號較大,價格便宜,抗噪聲能力比光敏二極管強,但響應(yīng)速度較慢。表B315列出了幾種CdS光敏電阻的參數(shù),其中峰值波長指光譜響應(yīng)中最敏感的波長值;響應(yīng)時間指光敏電阻兩端加電壓后,從受光照開始,電阻中的光電流從0增加到正常電流值的63%所經(jīng)歷的時間t,遮光后,光電流從正常值衰減到37%時所經(jīng)歷的時間tf。
當選用CdS作開關(guān)元件時,應(yīng)注意它的允許功耗和響應(yīng)速度能否滿足要求。
表B315 幾種CdS光敏電阻的參數(shù) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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最靈敏的感溫元件--熱敏電阻
半導(dǎo)體熱敏電阻是利用半導(dǎo)體材料的熱敏特性工作的半導(dǎo)體電阻。它是用對溫度變化極為敏感的半導(dǎo)體材料制成的,其阻值隨溫度變化發(fā)生極明顯的變化。
熱敏電阻主要用在溫度測量、溫度控制、溫度補償、自動增益調(diào)整、微波功率測量、火災(zāi)報警、紅外探測及穩(wěn)壓、穩(wěn)幅等方面,是自動控制設(shè)備中的重要元件。熱敏電阻按其結(jié)構(gòu)分為直熱式和旁熱式兩大類。直熱式熱敏電阻一般是用錳、鎂、鈷、鎳鐵等金屬氧化物粉料擠壓成桿狀、片狀、墊圈狀或珠狀的電阻體,經(jīng)1000°C至1500°C高溫燒結(jié)后,再燒制附銀電極,焊接引線而成。加熱電流直接通過電阻體。旁熱式熱敏電阻由電阻體和加熱器構(gòu)成。電阻體旁裝有金屬絲繞制的加熱器(加熱線圈),二者緊耦合在一起,但又彼此絕緣。電阻體和加熱器密封在內(nèi)部抽成高真空的玻璃外殼中,引出電極。加熱器通過加熱電流時,電阻體周圍溫度變化,導(dǎo)致阻值改變。按電阻溫度系數(shù)的不同,熱敏電阻分為正溫度系數(shù)熱敏電阻和負溫度系數(shù)熱敏電阻。
在工作溫度范圍內(nèi),正溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值隨溫度升高而急劇增大,負溫度系數(shù)電阻的阻值隨溫度升高而急劇減小。后者應(yīng)用較為廣泛。此外,熱敏電阻由于具有熱敏特性,其電壓和電流之間不再保持線性關(guān)系,成為一種非線性元件了。