化规律为
因为
端而光照均匀。所以光生面电流密度在x方向变化：
图2.3一1光敏电阻分析模型
式中，e是电子电荷，体密度。
流过电极的总电流i为
是电子在外电场方向的漂移速度，
为电子在x处的
利用稳态下电子产生率和复合率相等即可求出的复合率为，即
。如果电子的平均寿命为，那么电子
，而电子的产生率等于单位体积、单位时间吸收的光子数乘以量子效率，于是
把式
代入式
，有
式中，
其中，是有效量子效率，M为电荷放大系数，亦称光电导体的光电流内增益，是载流子平均寿命与载流子渡越时间之比。如果M>1，则说明载流子己经渡越完毕，但载流子的平均寿命还未中止。这种现象可以这样理解：光生电子向正极运动，空穴向负极运动。可是空穴移动就可能为晶体缺陷和杂质形成的俘获中心——陷阱所俘获。因此，当电子到达阳极消失时，陷阱俘获的正电中心（空穴）仍留在体内，它又会将负电极的电子感应到半导体中来，被诱导进来的电子又在电场中运动到正极，如此循环直到正电中心消失。这就相当于放大了初生的光生电流。
式致的。式
所表明的光电导光电转换关系和式
给出的光电转换定律是一
只是说明光电导探测器是一个具有电流内增益的探测器，内增益M的
大小主要由探测器类型、端电压u和结构尺寸L决定。
光电导探测器的实际结构如图2. 3-2所示。掺杂导体薄膜淀积在绝缘基底上，然后在薄膜而上蒸镀金或钢等金属，形成梳状电极结构。这种排列使得间距很近（即L小、M大）的电极之间具有较大的光敏而积，从而获得高的灵敏度为了防比潮湿对灵敏度的影响，整个带子采用密封结构。
1一光电导体；2一电极；3一绝缘基底；4导电层
图2.3一7光敏电阻结构示意图 （a）梳状式；（b）刻线式；（c）夹层式
2.3.2工作特性
光敏电阻的性能可依据其光谱响应特性、照度伏安特性、频率响应和温度特性来判别。依据这些特性，在实际应用中就可以有侧重，从而合理地选用光敏电阻。 1.光谱响应特性
光敏电阻对各种光的响应灵敏度随入射光的波长变化而变化的特性称为光谱响应特性。光谱响应特性通常用光谱响应曲线、光谱响应范围以及峰值响应波长来描述。峰值波长取决于制造光敏电阻所用半导体材料的禁带宽度。其值可由下式估算：
式中
为峰值响应波长（nm），
为禁带宽度（eV）。峰值响应波长的光能把电子直接由价
带激发到导带。实际光电半导体中，由于杂质和晶格缺陷所形成的能级与导带间的禁带宽度比价带与导带间的主禁带宽度要窄得多，因此波长比峰值波长长的光将把这些杂质能级中的
电子激发到导带中去，从而使光敏电阻的光谱响应向长波方向有所扩展。另外，光敏电阻对波长短的光的吸收系数大，使得表面层附近形成很高的载流子浓度。这样一来，自由载流子在表面层附近复合的速度也快。从而使光敏电阻对波长短于峰值响应波长的光的响应灵敏度降低。综合这两种因素，光敏电阻总是具有一定响应范围的光谱响应特性。
利用半导体材料的掺杂以及用两种半导体材料按一定比例混合并烧结形成固溶体的技术，可使光敏电阻的光谱响应范围和峰值响应波长获得一定程度的改善，从而满足某种特殊需要。图2.3 -3给出了CdS、CdSe、PbS光敏电阻的典型光谱响应特性曲线。
图2.3-3二种光敏电阻的光谱响应特性
2.光电特性和伏安特性
式（2.3-5）是理想情况下的光敏电阻的光电转换关系式。由于许多实际因素的影响，光敏电阻（在一定端偏压u条件下）的光照特性呈非线性关系，即
式中
均为常数。与器件的材料、尺寸、形状以及载流子寿命有关；电压指数的
值一般在1.01.2之间，在烧结体中主要受接触电阻等因素影响；是照度指数，由杂质的种类及数量决定，其值约在0.5条件下。通常可取
这样无论是光电特性（i-P关系）还是伏安特性（i-u关系）都认为是线性特性。 CdS的光电特性如图（
所示，图
所示，从中可以看出明显的非线性，其伏安特性如图中的三个角度
分别为
.0之间。在低偏压（几伏到几十伏）、弱光照于是式
变为
式中，是负载电阻，是工作点亮电阻，是暗电阻。一般说来·光敏电阻的暗电阻在
10 M以上。光照后，其电阻值显著降低。外回路电流明显变大。亮阻和暗阻之比在
之间这一比值越小，光敏电阻的灵敏度越高。
图2.3-4光照特性曲线 图2.3-5线性伏安特性
图
光电导探测器的等效电路如图
由负载电阻化时，尺变为
决定的负载线为图
，则电流 变为
上的NT线。为
，这样：
光照时的亮电阻。当光照发生变
光敏电阻工作电路
所示。由图可知，光敏电阻两端电压u为
把上两式相减，并在分母中近似
，则有
式中负号表示P增大，
减小
，增大。
变为
电流的变化，将引起电压u的变化，即式
把式
与式
相减，并利用式
，有
从上式可见。输出电压△u并不随负载电阻线性变化。要想使△u最大，将式求导，并令其等于零，即可求出使△u最大的近似条件为
对
是工作点Q处（见图
）的亮电阻。这种状态称为匹配工作状态。显然，当入射功
率在较大的动态范围变化时，要始终保持匹配工作状态是困难的，这是光电导探测器的不利因素之一。 图
所示的电路中，省掉了极间电容
，所以上述分析只适用于低频情况。当
。从前而的讨论知道，为了得增大。导致器件时间常数增大，
入射光功率变化频率较高时，在等效电路中一定不能省去到较大的电流增益M，总是设法减小极间距离L。但这又使
使响应频率减小。所以一般说，光敏电阻的响应频率比较低，响应时间比较长，这也是它的不利因素之一。
最后讨论一下光敏电阻偏置电压V的选取原则问题。从式
照下。有一固定电流：流过光敏电阻。这个电流将在尺上产生热损耗功率敏电阻都有额定的最大耗散功率
（在图
可见。在一定光
。每一光
上的双曲线）。工作时如果超过这一值，
光敏电阻将很快损坏。所以，光敏电阻工作在任何光照下都必须满足
把式
代入上式。就可以求出偏置电压V必须满足的条件，即
在匹配条件下：
例如，若
若光敏面积为0.013.时间响应特性
光敏电阻受光照后或被遮光后，回路电流并不立即增大或减小，而是有一段响应时间。图
显示出了光敏电阻响应速度的测定电路及其示波器波形。光敏电阻的响应时间常
中给出了和的定义。通常，CdS