光敏電阻（photoresistor or light-dependent resistor，后者縮寫(xiě)為ldr）或光導(dǎo)管（photoconductor），常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定波長(zhǎng)的光照射下，其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。
光敏電阻是用硫化隔或硒化隔等半導(dǎo)體材料制成的特殊電阻器，其工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。光照愈強(qiáng)，阻值就愈低，隨著光照強(qiáng)度的升高，電阻值迅速降低，亮電阻值可小至1KΩ以下。光敏電阻對(duì)光線(xiàn)十分敏感，其在無(wú)光照時(shí)，呈高阻狀態(tài)，暗電阻一般可達(dá)1.5MΩ。光敏電阻的特殊性能，隨著科技的發(fā)展將得到極其廣泛應(yīng)用。［1］ 光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器，又稱(chēng)為光電導(dǎo)探測(cè)器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。
還有另一種入射光弱，電阻減小，入射光強(qiáng)，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，它是由半導(dǎo)體材料制成的。光敏電阻器對(duì)光的敏感性（即光譜特性）與人眼對(duì)可見(jiàn)光（0.4~0.76）μm的響應(yīng)很接近，只要人眼可感受的光，都會(huì)引起它的阻值變化。設(shè)計(jì)光控電路時(shí)，都用白熾燈泡（小電珠）光線(xiàn)或自然光線(xiàn)作控制光源，使設(shè)計(jì)大為簡(jiǎn)化。
光敏電阻的參數(shù)特性：
根據(jù)光敏電阻的光譜特性，可分為三種光敏電阻器：紫外光敏電阻器、紅外光敏電阻器、可見(jiàn)光光敏電阻器。
光敏電阻的主要參數(shù)是：（1）光電流、亮電阻。光敏電阻器在一定的外加電壓下，當(dāng)有光照射時(shí)，流過(guò)的電流稱(chēng)為光電流，外加電壓與光電流之比稱(chēng)為亮電阻，常用“100LX”表示。
?。?）暗電流、暗電阻。光敏電阻在一定的外加電壓下，當(dāng)沒(méi)有光照射的時(shí)候，流過(guò)的電流稱(chēng)為暗電流。外加電壓與暗電流之比稱(chēng)為暗電阻，常用“0LX”表示。
?。?）靈敏度。靈敏度是指光敏電阻不受光照射時(shí)的電阻值（暗電阻）與受光照射時(shí)的電阻值（亮電阻）的相對(duì)變化值。
?。?）光譜響應(yīng)。光譜響應(yīng)又稱(chēng)光譜靈敏度，是指光敏電阻在不同波長(zhǎng)的單色光照射下的靈敏度。若將不同波長(zhǎng)下的靈敏度畫(huà)成曲線(xiàn)，就可以得到光譜響應(yīng)的曲線(xiàn)。
（5）光照特性。光照特性指光敏電阻輸出的電信號(hào)隨光照度而變化的特性。從光敏電阻的光照特性曲線(xiàn)可以看出，隨著的光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值開(kāi)始迅速下降。若進(jìn)一步增大光照強(qiáng)度，則電阻值變化減小，然后逐漸趨向平緩。在大多數(shù)情況下，該特性為非線(xiàn)性。
?。?）伏安特性曲線(xiàn)。伏安特性曲線(xiàn)用來(lái)描述光敏電阻的外加電壓與光電流的關(guān)系，對(duì)于光敏器件來(lái)說(shuō)，其光電流隨外加電壓的增大而增大。
（7）溫度系數(shù)。光敏電阻的光電效應(yīng)受溫度影響較大，部分光敏電阻在低溫下的光電靈敏較高，而在高溫下的靈敏度則較低。
?。?）額定功率。額定功率是指光敏電阻用于某種線(xiàn)路中所允許消耗的功率，當(dāng)溫度升高時(shí)，其消耗的功率就降低。
?。?）指光敏電阻器從光照躍變開(kāi)始到穩(wěn)定亮電流的。
頻率特性
當(dāng)光敏電阻受到脈沖光照射時(shí)，光電流要經(jīng)過(guò) 一段時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定值，而在停止光照后，光電流 也不立刻為零，這就是光敏電阻的時(shí)延特性。由于不 同材料的光敏，電阻時(shí)延特性不同，所以它們的頻率 特性也不同。硫化鉛的使用頻率比硫化鎘高得多，但 多數(shù)光敏電阻的時(shí)延都比較大，所以，其不能用在要 求快速響應(yīng)的場(chǎng)合。
光敏電阻的結(jié)構(gòu)原理：
光敏電阻是用硫化隔或硒化隔等半導(dǎo)體材料制成的特殊電阻器，表面還涂有防潮樹(shù)脂，具有光電導(dǎo)效應(yīng)。光敏電阻的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)，即在半導(dǎo)體光敏材料兩端裝上電極引線(xiàn)，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻。為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶內(nèi)載流子數(shù)目的多少。當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，價(jià)帶中的電子吸收光子能量后躍遷到導(dǎo)帶，成為自由電子，同時(shí)產(chǎn)生空穴，電子—空穴對(duì)的出現(xiàn)使電阻率變小。光照愈強(qiáng)，光生電子—空穴對(duì)就越多，阻值就愈低。當(dāng)光敏電阻兩端加上電壓后，流過(guò)光敏電阻的電流隨光照增大而增大。入射光消失，電子—空穴對(duì)逐漸復(fù)合，電阻也逐漸恢復(fù)原值，電流也逐漸減小。
光敏電阻對(duì)光線(xiàn)十分敏感，其在無(wú)光照時(shí)，呈高阻狀態(tài)，暗電阻一般可達(dá)1.5MΩ。當(dāng)有光照時(shí)，材料中激發(fā)出自由電子和空穴，其電阻值減小，隨著光照強(qiáng)度的升高，電阻值迅速降低，亮電阻值可小至1KΩ以下。光敏電阻器的光照特性在大多數(shù)情況下是非線(xiàn)性的，只有在微小的范圍內(nèi)呈線(xiàn)性，光敏電阻器的電阻值有較大的離散性（電阻變化、范圍大無(wú)規(guī)律）。光敏電阻器的靈敏度是指光敏電阻器不受到光照是的電阻值（暗阻）和受到光照時(shí)電阻值（亮阻）的相對(duì)變化值。光敏電阻的暗阻和亮阻間阻值之比約為1500：1，暗阻值越大越好，使用時(shí)給其施加直流或交流偏壓，MG型光敏電阻器適用于可見(jiàn)光。其主要用于各種自動(dòng)控制電路、光電計(jì)數(shù)、光電跟蹤、光控電燈、照相機(jī)的自動(dòng)暴光及彩色電視機(jī)的亮度自動(dòng)控制電路等場(chǎng)合。
光敏電阻又稱(chēng)光導(dǎo)管 它幾乎都是用半導(dǎo)體材料制成的光電器件。光敏電阻沒(méi)有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也可以加交流電壓。無(wú)光照時(shí)，光敏電阻值（暗電阻）很大，電路中電流（暗電流）很小。當(dāng)光敏電阻受到一定波長(zhǎng)范圍的光照時(shí)，它的阻值（亮電阻）急劇減少，電路中電流迅速增大。 一般希望暗電阻越大越好，亮電阻越小越好，此時(shí)光敏電阻的靈敏度高。實(shí)際光敏電阻的暗電阻值一般在兆歐級(jí)，亮電阻在幾千歐以下。圖為光敏電阻的原理結(jié)構(gòu)。它是涂于玻璃底板上的一薄層半導(dǎo)體物質(zhì)，半導(dǎo)體的兩端裝有金屬電極，金屬電極與引出線(xiàn)端相連接，光敏電阻就通過(guò)引出線(xiàn)端接入電路。為了防止周?chē)橘|(zhì)的影響，在半導(dǎo)體光敏層上覆蓋了一層漆膜，漆膜的成分應(yīng)使它在光敏層最敏感的波長(zhǎng)范圍內(nèi)透射率最大。
伏安特性在一定照度下，流過(guò)光敏電阻的電流與光敏電阻兩端的電壓的關(guān)系稱(chēng)為光敏電阻的伏安特性。圖8 - 2 為硫化鎘光敏電阻的伏安特性曲線(xiàn)。由圖可見(jiàn)，光敏 硫化鎘光敏電阻的伏安特性曲線(xiàn) 電阻在一定的電壓范圍內(nèi)，其I-U曲線(xiàn)為直線(xiàn)，說(shuō)明其阻值與入射光量有關(guān)，而與電壓、電流無(wú)關(guān)。
光譜特性光敏電阻的相對(duì)光敏靈敏度與入射波長(zhǎng)的關(guān)系稱(chēng)為光譜特性， 亦稱(chēng)為光譜響應(yīng)。圖為幾種不同材料光敏電阻的光譜特性。對(duì)應(yīng)于不同波長(zhǎng)， 光敏電阻的靈敏度是不同的。從圖中可見(jiàn)硫化鎘光敏電阻的光譜響應(yīng)的峰值在可見(jiàn)光區(qū)域， 常被用作光度量測(cè)量（照度計(jì)）的探頭。而硫化鉛光敏電阻響應(yīng)于近紅外和中紅外區(qū)， 常用做火焰探測(cè)器的探頭。
溫度特性溫度變化影響光敏電阻的光譜響應(yīng)， 同時(shí)， 光敏電阻的靈敏度和暗電阻都要改變， 尤其是響應(yīng)于紅外區(qū)的硫化鉛光敏電阻受溫度影響更大。圖為硫化鉛光敏電阻的光譜溫度特性曲線(xiàn)， 它的峰值隨著溫度上升向波長(zhǎng)短的方向移動(dòng)。因此， 硫化鉛光敏電阻要在低溫、恒溫的條件下使用。對(duì)于可見(jiàn)光的光敏電阻， 其溫度影響要小一些。
光敏電阻的應(yīng)用：
1.光控開(kāi)關(guān)電路
圖2-38所示是一種光控開(kāi)關(guān)電路，這一光控開(kāi)關(guān)電路可以用在一些樓道、路燈等公共場(chǎng)所。通過(guò)光敏電阻器，它在天黑時(shí)會(huì)自動(dòng)開(kāi)燈，天亮?xí)r自動(dòng)熄滅。電路中，VS1是晶閘管，Rl是光敏電阻器。
當(dāng)光線(xiàn)亮?xí)r，光敏電阻器Rl阻值小，220V交流電壓經(jīng)VD1整流后的單向脈沖性直流電壓在RP1和Rl分壓后的電壓小，加到晶閘管VS1控制極的電壓小，這時(shí)晶閘管VS1不能導(dǎo)通，所以燈HL回路無(wú)電流，燈不亮。
當(dāng)光線(xiàn)暗時(shí)，光敏電阻器Rl阻值大，RPI和Rl分壓后的電壓大，加到晶閘管VS1控制極的電壓大，這時(shí)晶閘管VS1進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，所以燈HL回路有電流流過(guò)，燈點(diǎn)亮。
2.燈光亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)電路
圖2-39所示是燈光亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)電路，這一電路能根據(jù)外界光線(xiàn)的強(qiáng)弱來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光亮度。電路中，VS1是晶閘管，N是氖管，HL是燈，R3是光敏電阻器。
電路中，晶閘管VS1和二極管VD1~VD4組成全波相控電路，用氖管N作為VS1的觸發(fā)管。
220V交流電通過(guò)負(fù)載HL加到VD1~VD4橋式整流電路中，整流后的單向脈沖直流電壓加到晶閘管VS1陽(yáng)極和陰極之間，VS1導(dǎo)通與截止受控制極上的電壓控制。整流后的電路還加到各電阻和電容上。
直流電壓通過(guò)Rl和RP1對(duì)電容Cl進(jìn)行充電，Cl上充到的電壓通過(guò)氖管N加到晶閘管VS1控制極上，當(dāng)Cl上電壓上升到一定程度時(shí)，氖管N啟輝，將電壓加到晶閘管VS1控制極上，使晶閘管VS1導(dǎo)通，燈HL點(diǎn)亮。
電容Cl上平均電壓大小決定了晶閘管VS1交流電一個(gè)周期內(nèi)平均導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)短，從而決定了燈的亮度。
當(dāng)外界亮度高時(shí)，光敏電阻器R3阻值小，Cl的充電電壓低，晶閘管VS1平均導(dǎo)通時(shí)間短，HL燈光就暗。
3.停電自動(dòng)報(bào)警電路
圖2-41所示是停電自動(dòng)報(bào)警電路。電路中，VD2是交流電電源指示燈，VD4是紅色發(fā)光二極管，R4是光敏電阻器，BL1是揚(yáng)聲器，VT1、VT2和周?chē)?a target="_blank">元器件構(gòu)成一個(gè)低頻振蕩器。
有交流市電時(shí)，220V交流電壓通過(guò)VD半波整流和Cl濾波，得到的直流電壓通過(guò)Rl加到VD2上，使之發(fā)光指示交流電供電正常。同時(shí)，通過(guò)R2加到VD3上，使VD3發(fā)光。
由于VD3發(fā)光，光線(xiàn)照射到光敏電阻器R4上，R4阻值小。這時(shí)，+3V直流電壓通過(guò)R3和R4分壓的電壓加到VT1基極，因?yàn)镽4阻值小，VT1截止，這時(shí)報(bào)警電路不工作。
當(dāng)交流電斷電時(shí)，VD3不發(fā)光，R4阻值明顯增大，使VT1進(jìn)入放大狀態(tài)，這時(shí)VT1、VT2等周?chē)骷?gòu)成的低頻振蕩器電路工作，揚(yáng)聲器BL1發(fā)出聲響報(bào)警，同時(shí)VD4發(fā)光顯示斷電。
電路中，R5和C2構(gòu)成低頻振蕩器中的正反饋電路。
當(dāng)外界亮庋低時(shí)，光敏電阻器R3阻值大，Cl的充電電壓高，晶閘管VS1平均導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)，HL燈光就亮。
由于R3的阻值是隨外界光線(xiàn)強(qiáng)弱自動(dòng)變化的，所以燈HL的亮度也是受外界光線(xiàn)強(qiáng)弱自動(dòng)控制的。
調(diào)節(jié)可變電阻器RP1阻值可以改變對(duì)電容Cl的充電時(shí)間常數(shù)，即改變VS1的導(dǎo)通角，調(diào)節(jié)HL燈光的亮度。