光敏电阻的工作原理是：基于它的光电效应，当光线透过树脂膜和梳齿间隙照射到半导体光敏层上，半导体满带（价带）中的电子吸收一个光子的能量后，就可由半导体的满带跃迁到半导体的导带，产生电子一空穴对，即在满带中产生一个带正电荷的空穴，在导带中产生一个带负电荷的自由电子，在外加电场的作用下，自由电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，形成电流并参与导电，使电路电流增大。这时用如图所示的电路进行实验，LED发光二极管会被点亮。用万用表检测光敏电阻的电阻值，其电阻很小，一般仅为800Ω～70kΩ左右。
而当入射光线消失后，由光子激发产生的电子—空穴对进行复合，使电路的电流减小，同时光敏电阻的电阻变得很大，一般可达1MΩ以上。
以上分析为两种极端情况，要么光线很强，要么光线很弱，实际光敏电阻的电阻及电流都是随入射光线强弱变化而变化的，当入射光线增强时，电阻变小、电流变大；当入射光线减弱时，电阻变大、电流变小。可用下列公式来表达光敏电阻的电流与入射光线强弱的变化关系：I=KUaLb式中I为通过光敏电阻的电流；U为外加的工作电压；L为入射到光敏电阻上的光线照度；K为比例系数：a为电压指数（一般接近于1）；b为照度指数。
另外，为了增强光敏电阻的灵敏度，特将金属电极制作成梳状，利用互相交错的梳齿，来增长正、负电极的交界线，使在同样的入射光线条件下，能够产生更多的电子一空穴对。
光敏电阻的灵敏度不但与入射光线的强度有关，而且还与入射光线的波长有关。根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻：一是红外光敏电阻，对红外线比较灵敏，半导体光敏层的材质主要有：硫化铅、碲化铅、硒化铅，锑化铟等，主要用于红外线探测；二是紫外光敏电阻，对紫外线比较灵敏，半导体光敏层的材质主要有：硫化镉、硒化镉等，主要用于紫外线探测；三是可见光光敏电阻，对可见光比较灵敏，半导体光敏层的材质主要有：硫化镉、硒化镉、碲化镉、砷化镓、硫化锌等，主要用于各种光控电路及光控装置。如光控路灯、光控航标灯、光控窗帘、光控塑料大棚、光控火灾报警器、光控防盗报警器、照相机自动曝光装置、自动给水和停水装置以及光电计数器、光电温度计等。同时需要说明，光敏电阻没有极性，属纯电阻型器件，它既可用于直流电路，也可用于交流电路。
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