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② 光敏电阻的主要参数及基本特性 a. 主要参数 暗电阻和暗电流： 暗电阻：无光照时所测得的电阻值。 暗电流：无光照时在给定工作电压下流过光敏电阻的电流 亮电阻与亮电流： 亮电阻：受光照时光敏电阻的阻值， 亮电流：受光照时给定工作电压下流过光敏电阻的电流 光电流： 亮电流与暗电流之差。 亮电阻与暗电阻相差越大，光敏电阻性能越好。 实际用的光敏电阻，其暗电阻一般为1～100MΩ，而亮电阻在几千欧以下。 b. 基本特性 光照特性 光电流与光照强度的关系称为光敏电阻的光照特性。 不同的光敏电阻的光照特性不同，在大多数情况下是非线性的，只是在微小的区域内呈线性， 曲线形状如图所示。 注意： 由于光敏电阻的光照特性呈非线性，因此，在控制系统中，其一般不作为测量元件，而作为开关式光电信号传感器。 伏安特性 光敏电阻两端所加电压和流过的光电流的关系。 光电流随外加电压而线性增加，如图所示。 光谱特性 光敏电阻的光谱特性是指光敏电阻在不同波长的单色光照射下的灵敏度。 硫化镉、硫化铊及硫化铅元件的光谱特性如图所示， 硫化镉光敏电阻光谱响应峰在可见光区域；硫化铅元件的峰值在红外区域。 提示： 应该根据光源性质选用光敏电阻。 温度特性 光敏电阻的光电效应受温度影响很大，温度升高时，其暗电流和灵敏度都具有相应的下降。影响关系如图。 光敏电阻温度系数α定义： 在一定光照下，温度每变化1℃光敏电阻值的平均变化率。 R1：温度为T1时光敏电阻阻值 R2：温度为T2时光敏电阻阻值 温度对光谱特性的影响 随着温度的升高，峰值波长向短波方向移动．采用降温措施可以改善光敏电阻对长波光的响应特性 这类元件适于在低温环境使用。 2）光电池及特性 ① 光电池的工作原理和结构 光电池是一种直接将光能转换为电能的光敏元件。 硅光电池结构示意图： 硅光电池是利用光生伏特效应制成。 基本特点： 稳定性好、光谱范围窄、转换效率高、耐高温辐射 ②光电池的基本特性 光照特性 硅光电池的光照特性如图所示。 开路电压曲线：光生电动势与照度的关系曲线为非线性， 照度在200lx(勒克斯)时趋于饱和。饱和值：0.4～0.6V之间，与光电池的面积大小无关 短路电流曲线：光生电流密度与照度的关系为线性，且负载越小，其线性关系越好。（100Ω时，照度在1000lx内，200Ω其线性逐渐变坏） 光电池作为测量元件使用时，应把它当作电流源的形式来使用 光谱特性 不同光电池对不同波长的光具有不同的灵敏度 硒光电池：响应峰值：500nm，波长范围：380-750nm 硅光电池：响应峰值：800nm，波长范围：400-1200nm 频率特性 相对输出（光）电流I0与调制光的调制频率之间的关系。 相对输出电流：高频时的输出电流与低频时的最大输出电流之比。 温度特性 开路电压和短路电流随温度变化的关系特性， 硅光电池，照度：1000lx, 开路电压：随温度上升而下降，-3mV/℃ 短路电流：随温度上升而缓慢上升，2×10-6A 应用光电池的仪器的温度漂移，影响测量精度或控制精度 3）光敏晶体管 ①光敏二极管 结构与一般二极管相似，装在透明玻璃外壳中 在电路中一般是处于反向工作状态的 特点： 无光照时，处于截止状态，反向饱和电流(暗电流)极小。 受到光照时，产生光生载流子，使通过PN结的反向饱和电流大大增加，大约是无光照反向饱和电流的1000倍。 光生反向饱和电流随入射光照度的变化而成比例的变化．具有极好的线性， 光电二极管具有比光电池更好的频率特性。 ②光敏三极管（晶体管） 具有两个PN结，结构与普通三极管十分相似， 不同：光敏三极管的基极往往不接引线。 NPN型光敏三极管结构简化模型与基本电路： 特点： 由入射光在发射极与基极之间的PN结附近产生的光电流，相当于三极管的基极电流； 集电极电流是光电流的β倍，所以光敏三极管比光敏二极管具有更高的灵敏度。 4) 光电管 光电管是根据外光电效应制成的， 典型光电管：真空光电管、光电倍增管。 ① 真空光电管 工作原理： 电场： 阴极接电源负极，阳极接电源正极，形成电场 信号： 光照，阴极逸出电子，电场作用，阳极吸收电子，形成电流信号。 ② 光电倍增管 Di：倍增电极。 U