【正文】 加。光敏電阻的靈敏度易受潮濕的影響，因此要將光電導(dǎo)體嚴(yán)密封裝在帶有玻璃的殼體中。光敏電阻具有很高的靈敏度，很好的光譜特性，光譜響應(yīng)從紫外區(qū)一直到紅外區(qū)。而且體積小、重量輕、性能穩(wěn)定。因此得到廣泛的應(yīng)用。 （二）光敏電阻的主要參數(shù)暗電阻 光敏電阻在室溫條件下，在全暗后經(jīng)過一定時間測量的電阻值，稱為暗電阻。此時流過的電流，稱為暗電流。亮電阻 光敏電阻在某一光照下的阻值，稱為該光照下的亮電阻，此時流過的電流稱為亮電流。 光電流 亮電流與暗電流之差，稱為光電流。光敏電阻的暗電阻越大，而亮電阻越小，則性能越好，也就是說，暗電流要小，光電流要大，這樣的光敏電阻的靈敏度就高。實際上，大多數(shù)光敏電阻的暗電阻往往超過一兆歐，甚至高達(dá)100MΩ，而亮電阻即使在正常白晝條件下也可降到1KΩ以下，可見光敏電阻的靈敏度是相當(dāng)高的。（三）光敏電阻的基本特性伏安特性 在一定照度下，光敏電阻兩端所加的電壓與光電流之間的關(guān)系，稱為伏安特性（）。由曲線可知，在給定的偏壓情況下，光照度越大，光電流也就越大；在一定光照度下，所加的電壓越大，光電流越大，而且沒有飽和現(xiàn)象。但是不能無限制地提高電壓，任何光敏電阻都有最大額定功率、最高工作電壓和最大額定電流。光敏電阻的最高工作電壓是由耗散功率決定的，而光敏電阻的耗散功率又和面積大小以及散熱條件等因素有關(guān)。硫化鎘光敏電阻的伏安特性曲線 光敏電阻的光照特性曲線光照特性 光敏電阻的光電流與光強之間的關(guān)系，稱為光敏電阻的光照特性。不同類型的光敏電阻，光照特性不同。由于光敏電阻的光照特性呈非線性，因此它不宜作為測量元件，一般在自動控制系統(tǒng)中常用作開關(guān)式光電信號傳感元件。光譜特性 光敏電阻對不同波長的光，其靈敏度不同，、硫化鉛、硫化鉈光敏電阻的光譜特性曲線。從圖中可以看出，硫化鎘光敏電阻的光譜響應(yīng)峰值在可見光區(qū)域，而硫化鉛的峰值在紅外區(qū)域。因此，在選用光敏電阻時，應(yīng)該根據(jù)光源來考慮，這樣才能得到較好的效果。響應(yīng)時間和頻率特性 實踐證明，光敏電阻受到脈沖光照射時，光電流并不立刻上升到最大飽和值，而光照去掉后，光電流也并不立刻下降到零。這說明光電流的變化對于光的變化，在時間上有一個滯后，這就是光電導(dǎo)的弛豫現(xiàn)象。它通常用到響應(yīng)時間t表示。響應(yīng)時間又分為上升時間t1和下降時間t2（）。 上升和下降時間是表征光敏電阻性能的重要參數(shù)之一。上升和下降時間短，表示光敏電阻的惰性小， 對光信號響應(yīng)快。一般光敏電阻的響應(yīng)時間都較大（約幾十~幾百毫秒）。光敏電阻的響應(yīng)時間除了與元件的材料有關(guān)外，還與光照的強弱有關(guān)，光強越強，響應(yīng)時間越短。由于不同材料的光敏電阻具有不同的響應(yīng)時間，所以它們的頻率特性也就不盡相同了（見圖18）。光敏電阻的時間常數(shù)比較大，所以其上限頻率f上低。光敏電阻的時間特性與輸入光的照度、工作溫度有明顯的依賴關(guān)系。當(dāng)照度E=，光敏電阻的上升時間tτ=；當(dāng)E=10lx時，tτ=66ms；當(dāng)E=1000lx時，tτ =6ms。由圖知，只有PbS光敏電阻的頻率特性稍好些，可工作到幾千赫茲。光敏電阻的光譜特性曲線 光敏電阻的時間響應(yīng)曲線（四）光敏電阻的應(yīng)用 綜上所述，光敏電阻有靈敏度高、工作電流大（達(dá)數(shù)毫安）、光譜響應(yīng)范圍與所測光強范圍寬、無極性使用方便的優(yōu)點。但有響應(yīng)時間長、頻率特性差、強光線性差與受溫度影響大的缺點。主要用在紅外的弱光探測與開關(guān)控制。如照相機的電子快門電路，可用于自動控制曝光時間。 2．2發(fā)光二極管LED發(fā)射的是非相干光，輻射波長在可見光或紅外區(qū)域。它所發(fā)出的光波波長與所用材料有關(guān)，~；。與半導(dǎo)體激光器相比，LED在單色性、方向性和亮度等方面都比半導(dǎo)體激光器差得多。LED有其獨特的優(yōu)點：驅(qū)動電路比較簡單，輸出功率無需反饋控制，體積小，壽命長，可在很寬的溫度范圍內(nèi)工作。因此，LED成為光纖通訊、光纖傳感、光電傳感器系統(tǒng)的重要光源。(一)、 發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)與工作原理 發(fā)光二極管（即LED）是一種注入式電致發(fā)光器件，它由P型和N型半導(dǎo)體組合而成。實際是將PN結(jié)管芯燒結(jié)在金屬或陶瓷底座上，然后用透明環(huán)氧樹脂封裝而成。當(dāng)PN結(jié)加上正向電壓時，結(jié)區(qū)勢壘降低，P區(qū)的空穴載流子p向N區(qū)擴散，N區(qū)的電子n向P區(qū)擴散，p與n在PN結(jié)區(qū)相遇復(fù)合釋放能量而發(fā)光。這種發(fā)光器件和白熾燈泡相比，有體積小、耐沖擊、壽命長功耗低、響應(yīng)快、可靠性高、顏色鮮明、易和集成電路匹配等特點，因而獲得廣泛應(yīng)用。光二極管是一種電流驅(qū)動器件。它的驅(qū)動方式有恒定直流驅(qū)動和脈沖直流驅(qū)動兩種。恒定支流驅(qū)動電路如圖示。U為驅(qū)動電壓，R為限流電阻，驅(qū)動IF=（UUF）/R，其中UF為發(fā)光二極管的正向壓降。由于是恒定直流驅(qū)動，發(fā)光二極管發(fā)出的光強也是恒定的。脈沖直流驅(qū)動的驅(qū)動電壓U為脈沖電壓，所以發(fā)光二極管的驅(qū)動電流也為脈沖電流，發(fā)光二極管發(fā)出的是同頻率的脈沖光。脈沖直流驅(qū)動具有提高作用距離、提高抗干擾能力、降低發(fā)射器電源消耗等優(yōu)點。發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)示意圖 恒定直流驅(qū)動方式(二)、LED的特性1. 發(fā)光二極管的特性 發(fā)光二極管通以正向電流，發(fā)光二極管就會發(fā)光。發(fā)光二極管內(nèi)部的晶片所用材料不同，所發(fā)出的光線的光譜（光線的頻率范圍）不同，因而所發(fā)光的顏色也不同。有的發(fā)可見光的紅光、綠光、黃光。有的發(fā)不可見的紅外光。發(fā)光二極管的外部電壓與電流的關(guān)系，即伏——安特性，類似于普通二極管。其差別是，而發(fā)光二極管的開啟電壓更大些。砷化鎵（GaAs）~；發(fā)綠光的約為2V。開啟電壓還隨環(huán)境溫度的升高而減小。發(fā)光二極管的反向電流很小，約10uA～100uA。發(fā)光二極管的反向擊穿電壓一般約為5V左右，最高也不超過30V。不同的發(fā)光二極管的響應(yīng)時間不同。發(fā)黃光的發(fā)光二極管的響應(yīng)時間最長，約100us；發(fā)紅光的和橙光最短，約10ns，其于的也都在150ns以下。發(fā)出可見光的發(fā)光二極管就是通常所說的LED，常用文字顯示。2. 發(fā)光二極管的特性參數(shù) 發(fā)光光譜是指發(fā)光的相對強度（或能量）隨波長（或頻率）變化的分布曲線。它直接決定著發(fā)光二極管的顏色，并影響它的流明效率。發(fā)射光譜的形成是由材料的種類、性質(zhì)以及發(fā)光中心的結(jié)構(gòu)決定的，而與器件的幾何形狀和封裝方式無關(guān)。描述光譜分布的兩個主要參量是它的峰值波長和半強度寬度（稱為半寬度）。發(fā)光二極管的峰值波是由材料的禁帶寬度決定的。 和GaP的發(fā)射光譜。當(dāng)GaAs1xPx中的x值不同時，峰值波長在620～680nm之間變化，譜線半寬度大致為20～30nm。GaP發(fā)紅光 的峰值波長在700nm附近，半寬度大約為100nm。2．伏安特性，它與普通二極管的伏安特性大致相同。電壓小于開啟點的電壓值時無電流，電壓一超過開啟點就顯示出歐姆導(dǎo)通特性。反向擊穿電壓一般在5V以上。 發(fā)光二極管的伏安特性曲線 發(fā)光亮度與電流密度的關(guān)系3．發(fā)光亮度與電流的關(guān)系 發(fā)光二極管的發(fā)光亮度B是單位面積發(fā)光強度的量度。（綠）發(fā)光二極管的亮度與電流密度的關(guān)系。這些亮度隨電流密度近似成正比增加而不易飽和的管子，適合于在脈沖下使用。因為脈沖狀態(tài)工作不易發(fā)熱，在平均電流與直流相等的情況下可以得到更高的亮度。4．壽命 發(fā)光二極管的壽命定義為亮度降低到原有亮度的一半時所經(jīng)歷的時間。二極管的壽命一般都很長，在直流密度小于1A/cm2時，一般可達(dá)106h可，最長可達(dá)109 h。隨著工作的時間加長，亮度下降的現(xiàn)象叫老化。老化的快慢與工作電流密度有關(guān)。隨著電流密度的加大，老化變快，壽命變短。5．響應(yīng)時間 在快速顯示時，標(biāo)志器件對信息反應(yīng)速度的物理量叫響應(yīng)時間，即指器件啟亮（上升）與熄滅（衰減）時間的延遲。實驗證明，二極管的上升時間隨電流的增加而近似的呈指數(shù)衰減。它的響應(yīng)時間一般是很短的，如GaAs1xPx僅為幾個ns，GaP約為100ns。在用脈沖電流驅(qū)動二極管時，脈沖的間隔和占空因數(shù)必須在器件響應(yīng)時間所許可的范圍內(nèi)。(三)、發(fā)光二極管的應(yīng)用 1．?dāng)?shù)字，文字及圖象顯示，它是把管芯切成細(xì)條拼成如圖所示的形狀。工作時分別接通某些細(xì)條使其發(fā)光，使得到0～9十個可變換的數(shù)字。它已在臺式及袖珍型半導(dǎo)體電子計算機，數(shù)字手表、數(shù)字鐘和數(shù)字化儀器的數(shù)字顯示上得到廣泛應(yīng)用。目前，LED作為顯示元件已發(fā)展到彩色和大面積顯示，如市面上使用的電子商標(biāo)及大屏幕顯示等 ，它可顯示10個數(shù)字和6個字母，并可根據(jù)同樣的設(shè)計增添其他的符號。七段式數(shù)碼管 14劃字碼管 文字顯示器的內(nèi)部接線在文字顯示上，通常是把二極管作矩陣排列，它除能完成數(shù)碼管所能顯示的字符外，還能顯示文字和一些其他符號。最常用的矩陣式顯示器為57矩陣?？紤]到要顯示小數(shù)點時，這種顯示器便需要57＋1=36個發(fā)光單元，13根引出線。、照明單個發(fā)光二極管還可以作儀器指示燈、示波器標(biāo)尺、收音機刻度及鐘表中的文字照明等。目前已有雙色、多色甚至變色的單個發(fā)光二極管，如英國的絳紅、橙、綠三種顏色的管芯組裝在一個管殼里的顯示多種顏色的單個發(fā)光管。紅外發(fā)光二極管多用于光纖通信與光纖傳感器中，LED作為信號光源多用在光電尺寸測量等光電檢測中。LED可用來制作光電開關(guān)、光電報警、光電遙控及光電耦合器件等。 半導(dǎo)體光敏器件的重要應(yīng)用之一，是與發(fā)光二極管或其他發(fā)光器件組成一種新的器件——半導(dǎo)體光耦合器。光耦合器的主要功能，是利用光來實現(xiàn)電信號的傳遞。在線路應(yīng)用上，則是用光來實現(xiàn)級間耦合。工作時，把電信號加到輸入端，使發(fā)光器件管芯發(fā)光，而受光器件管芯在此光輻射的作用下輸出光電流，從而實現(xiàn)電——光——電兩次轉(zhuǎn)換，通過光進行了輸入端和輸出端之間的耦合。光耦合器的種類繁多，其中特別常用的是以硅光敏器件為受光部分和以砷化鎵發(fā)光二極管的光譜匹配十分理想。在以硅光敏器件為受光部分的光耦合器中，又由于受光器件的不同而有不同的品種。例如，光敏二極管輸出型光耦合器、光敏三極管輸出型光耦合器、達(dá)