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  5. 2.5 奇妙的火把

2.5 奇妙的火把

图  奇妙的火把案例制作效果

2.5.1  光敏电阻

光敏电阻器是利用半导体的光电导效应而制成的一种电阻器,有时也被称为光电导探测器;一般情况下,入射光越强,电阻越小,入射光越弱,电阻越大,下图是常见类型光敏电阻的实物图。

图  光敏电阻

一般光敏电阻结构如下图所示,光敏电阻通常由光敏层、玻璃基片(或树脂防潮膜)和电极等组成。

图  光敏电阻结构

硫化镉、硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料常用于光敏电阻的生产。这些制作材料具有在特定波长的光照射下,其阻值迅速减小的特性。材料通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极,最后接出引线封装在具有透光镜的密封壳体内,以免受潮影响其灵敏度。

由于光照产生的载流子都参与导电,在外加电场的作用下作漂移运动,电子奔向电源的正极,空穴奔向电源的负极,从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。

入射光消失后,由光子激发产生的电子—空穴对将复合,光敏电阻的阻值也就恢复原值。在光敏电阻两端的金属电极加上电压,其中便有电流通过,受到一定波长的光线照射时,电流就会随光强的增大而变大,从而实现光电转换。

此外,光敏电阻没有极性,纯粹是一个电阻器件,使用时既可加直流电压,也加交流电压。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。

2.5.2  作品效果

图  展开后的电路卡片

图  完成后的作品

2.5.3  电路原理

本案例通过光敏电阻实现了一个光控功能电路,电路中串联了纽扣电池、红色LED灯和一个光敏电阻。我们知道光敏电阻的电气特性是入射光越强,电阻越小,入射光越弱,电阻越大。因此,在闭合电路的状态下,背景光越强,红色LED灯越亮,背景光越弱,红色LED灯越暗。

图  案例电路

2.5.4  制作过程

图  展开卡片

图  使用刻刀沿着虚线挖孔,使用剪刀裁剪边缘虚线

图  按电路走线粘贴导电胶带,粘贴元件

图  在有背景光的情况下按下开关

 

图  在没有背景光的情况下按下开关