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1.12 光敏电阻器

这类电阻器对光极为敏感,通过光电效应可将光能转化为电信号,即其阻值会随着外界光照的强弱变化而相应变化。光敏电阻器的电路代表字母为R或RL、RG,其图形符号与外观如图1-13所示。

图1-13 光敏电阻器的图形符号与外观

1.12.1 种类与特性

根据其制作材料,光敏电阻器可分为可见光光敏电阻器、紫外光光敏电阻器和红外光光敏电阻器。其中可见光光敏电阻器通常包括硫硒化镉光敏电阻器、硫化镉光敏电阻器、砷化镓光敏电阻器、硅/锗/硫化锌光敏电阻器等;紫外光光敏电阻器包括硒化镉光敏电阻器、硫化镉光敏电阻器等;红外光光敏电阻器则包括硫化铅光敏电阻器、碲化锌光敏电阻器、锗掺汞光敏电阻器等。

根据其制作材料,光敏电阻器又可分为多晶光敏电阻器和单晶光敏电阻器两类。

如图1-13所示,光敏电阻器的结构包括光敏层、玻璃基片(或树脂防潮膜)及电极,它的工作原理是半导体光电导效应,因而对光线十分敏感。无光照时,光敏电阻器呈现高阻状态;有光照时,其阻值会迅速下降。

1.12.2 主要参数与选用方法

(1)主要参数

光敏电阻器的主要参数如下。

①亮电阻RL 光敏电阻器受到光照时的电阻值。

②暗电阻RD 无光照时,光敏电阻器的电阻值。

③最高工作电压UM 光敏电阻器在额定功耗下所允许承受的最高电压。

④亮电流IL 光敏电阻器在规定的外加电压下受到光照时的电流。

⑤暗电流ID 无光照时,光敏电阻器在规定的外加电压下所通过的电流。

⑥时间常数 光敏电阻器从光照跃变开始上升至稳定亮电流的63%所需的时间。

⑦电阻温度系数 光敏电阻器在环境温度改变1℃时,其电阻值的相应变化。

⑧灵敏度 光敏电阻器在有光照和无光照时电阻值的相对变化。

(2)选用方法

由于光敏电阻器对于光线的极度敏感性,它在电路中表现出的特性是有光照时,其阻值迅速下降,无光照时,光敏电阻器呈现出高阻状态。鉴于上述特性,选用光敏电阻器时应首先明确电路对光敏电阻器的光谱特性要求,以便确定是选择可见光光敏电阻器、紫外光光敏电阻器还是光敏电阻器。

例如,各类光电自动控制电路(如自动照明控制电路、自动报警电路等)、家用电器(如电视机的自动亮度调节、照相机的自动曝光控制等)及测量仪表中,光敏电阻器均有普遍应用。其中可见光光敏电阻器可用于各类自动控制电子产品之中,如光电自动控制系统、电子照相机光电报警器等;紫外光光敏电阻器则用于紫外线探测仪器之中;红外光光敏电阻器可用于天文、军事领域的自动控制系统中。

此外,选用光敏电阻器时,尤其应注意其亮阻和暗阻的范围,这2项参数的选择关系到控制电路能否正常工作,故必须慎之又慎。常见光敏电阻器的亮阻和暗阻如表1-9所示。

表1-9 敏感电阻器中各个类别字母的含义

注:表中的MG41、MG45光敏电阻器,常用于光电控制电路之中。

(3)检测与代换方法

①检测 其检测方法为以万用表的R×1k挡进行测量,将万用表的2支表笔分别与光敏电阻器的2个引脚接触,其检测电路,如图1-14所示,有光照时,观察其两端亮阻值是否产生变化;再用遮光物体挡住光敏电阻器的表面,观察其暗阻值是否有变化,若这两种情况下均有变化则表明光敏电阻器是完好的。另一种方法是调节照射光的强度,观察万用表的指针是否随着光强变化而摆动,若是,则也可说明光敏电阻器是完好的。

图1-14 检测光敏电阻器暗阻和亮阻的电路示意图

上述检测过程中,若光敏电阻器的亮阻值和暗阻值均无变化,则表明该光敏电阻器已经遭到损坏。

②代换 光敏电阻器损坏后,可选用同型号的产品进行替换;若无法找到同型号的光敏电阻器,则亦可以采用其他型号且参数值接近的光敏电阻器进行代换。