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# 光敏電阻簡介與工作原理

**在後續的兩個LAB中都會使用到光敏電阻作為判斷的光線強度的感測器，這節將介紹光敏電阻及其相關的原理應用。**

## 什麼是光敏電阻？

**光敏電阻(英語：Photoresistor)**，又稱光電阻、光導體、光導管，是利用**光電導效應**的一種特殊的電阻，它的**電阻和入射光的強弱有直接關係**。光強度增加，則電阻減小；光強度減小，則電阻增大。

它被廣泛的應用在**低成本的光感元件**，比如說攝影用的測光計、火災及煙霧警報器、 防盜警報器、工業上控制電路中或者是燈具的自動開關上。

<center><img src="https://i.imgur.com/AWZvX1Q.png"></img></center>

## 光敏電阻工作原理

光敏電阻的原理就是光導的性質，當半導體材料吸收的光子後所產生移動的載子，使得電阻值有所改變。

光敏電阻可分做兩種類型一種為 **本質型光敏電阻(Intrinsic photoresistor)** 另一種為 **外值(摻雜)型光敏電阻(Extrinsic photoresistor)**：
- **本質型光敏電阻**：入射光子能量等於或大於半導體材料的能隙寬度時才能激發出一個電子電洞對，在外加電場作用下形成光電流。
- **外質型光敏電阻**：光子的能量只要等於或大於摻雜能階時，就能把電子激發到導電帶而形成導電電子，在外加電場作用下形成電流。
外質型光敏電阻通常設計於**長波長**的光，比如**紅外光**，因為光的能量不需要太大就能激發出電子
電洞對，但為了避免熱產生的影響，因此需要操作在低溫下。

光敏電阻的元件結構為，對光敏感的電阻性材料長在絕緣的基板上，光可以直接打在電阻性材料
上，而兩端以金屬接觸做出電極，如下圖所示。


光敏電阻的結構中，材料的電阻是一個重要的因素，為了確保光對電阻變化 可以明顯地呈現出來，在金屬接觸的部分要盡量的減小阻抗，才不會影響結果， 為了達到這個目標，在金屬接觸的部分以重摻雜來減小這部分的阻抗。

在金屬接觸部分，通常會以 **鋸齒型(Zig Zag)** 或是 **交叉指型(interdigital)**，這是為了**增加受光面積**與**減小寄生電阻**的產生，如下圖所示。


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:globe_with_meridians: 參考資源
- [光敏電阻 - 維基百科](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%85%89%E6%95%8F%E7%94%B5%E9%98%BB)
- [東海應用物理 - 光敏電阻](https://physcourse.thu.edu.tw/galechu/wp-content/uploads/sites/8/2018/09/%E5%85%89%E6%95%8F%E9%9B%BB%E9%98%BB1025.pdf)
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