半导体光电导型探测器件，即光电导效应的器件（PC器件），它利用硅、错等本征半导体与杂质半导体，可制成电导率随入射光变化的器件，称为光电导效应器件或光敏电阻。

光电导型探测器件的结构及原理 1.光敏电阻基本结构

        光敏电阻是在绝缘材料上装梳状等光电导体封闭在金属或塑料外壳内，再在两端连上欧姆接触的电极而成的。为避免外部干扰，入射窗口装有透明保护窗，使起特殊滤光作用（对所需光谱透明）。目前光敏电阻，一般釆用％较大的材料，如金属的硫化物和硒化物等，使得在室温下能获得较大的暗电阻（无光照时的电阻）；采用N型材料，因伽＞個，这样增益也就大些。

       由光电导效应可知，光敏电阻的光电导灵敏度与光敏电阻两极间距离/的平方成反比，为了提高光敏电阻的光电导灵敏度，就要尽可能缩短光敏电阻两极间的距离L根据光敏电阻这一设计原则，可以设计出如图3-3所示的三种光敏电阻基本结构。图3-3（a）所示的光敏面为梳形结构，两个梳形电极之间为光敏电阻材料。由于两个梳形电极靠得很近，电极间距很小，因而光敏电阻的灵敏度很高；图3-3（b）所示的光敏面为蛇形结构，其电极间距（为蛇形光电材料的宽度）也很小，从而也提高了灵敏度；图3-3（c）所示为刻线式结构的光敏电阻侧向图,它在制备好的光敏电阻衬基上刻岀狭窄的光敏材料条，然后蒸涂金属电极，从而构成刻线式结构的光敏电阻。因此，在均匀的具有光导效应的半导体材料两端加上电极，便构成光敏电阻。

图3-3  光敏电阻结构示意图

2.光敏电阻的原理

       光敏电阻的原理及电路的符号如图3-4所示。当图中光敏电阻的两端加上适当的偏置电压Ubb后，便有电流Ip流过。改变照射到光敏电阻上的光照度，流过光敏电阻的电流Ip将发生变化，说明光敏电阻的阻值随照度变化。一般有光照时的光敏电阻的阻值称为亮电阻。此时可得出光电导g与光电流/p的表达式为

g=gL-gd；/p=/L-/d                               （ 3-22）

式中，gL为亮电导；gd为暗电导：IL为亮电流；/d为暗电流。

图3-4     光敏电阻的原理与光敏电阻的符号

       根据半导体材料的分类，光敏电阻有两大基本类型——本征型与杂质型。由于本征型半导体光敏电阻的长波限要短于杂质型的长波限，因此本征型半导体光敏电阻常用于可见光波段的探测；而杂质型半导体光敏电阻常用于红外波段甚至于远红外波段辐射的探测。

3.光敏电阻的特点

灵敏度高；

工作电流大(达数毫安)；

光谱响应范围宽；

非线性动态范围与所测光强范围宽；

无极性而使用方便；

响应时间长；

频率特性差；

强光线性差；

受温度影响大等。

4.几种常用的光敏电阻

        (1)CdS(Se)光敏电阻。这一种光敏电阻是使用最广泛的，它们的光敏面为图3-3(b)所示的蛇形光敏面结构。CdS光敏电阻的光谱响应特性最接近人眼视见函数，线性度与温度特性较好，但响应速度慢，时间常数为0.1s,被广泛地应用于灯光的自动控制及照相机的自动测光等；CdSe光敏电阻的响应与白炽灯或氤灯等光源的光输出有良好的匹配，其响应速度快，时间常数0.01s,但线性度与温度特性不太好，常作为光电开关使用。

        CdS光敏电阻的峰值响应波长为0.52μm，CdSe光敏电阻为0.72μm，通过调整S和Se的比例，可使Cd(S,Se)光敏电阻的峰值响应波长控制在0.52?0.72μm。

        (2)PbS光敏电阻。即近红外波段最灵敏的光电导器件，其光电导的厚度为μm量级的多晶薄膜或单晶硅薄膜。由于PbS在2μm附近的红外辐射的探测灵敏度很高，因而常用于火灾等领域的探测。PbS的光谱响应及探测率等特性与工作温度有关，随着温度的降低其峰值响应波长向长波长方向延伸，且比探测率增加。如室温下的PbS光敏电阻的光谱响应范围为