實驗報告-光敏電阻基本特性的測量

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1、實驗報告姓名：班級：學號：實驗成績：同組姓名：實驗日期：08/4/14指導老師：助教15批閱日期：光敏電阻基本特性的測量【實驗目的】1.了解光敏電阻的工作原理及相關的特性。2.了解非電量轉化為電量進行動態(tài)測量的方法。3.了解簡單光路的調(diào)整原則和方法.4.在一定照度下，測量光敏電阻的電壓與光電流的關系。5.在一定電壓下，測量光敏電阻的照度與光電流的關系?！緦嶒炘怼?光敏電阻的工作原理在光照作用下能使物體的電導率改變的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應。本實驗所用的光敏電阻就是基于內(nèi)光電效的光電元件。當內(nèi)光電效應發(fā)生時，固體材料吸收的能

2、量使部分價帶電子遷移到導帶，同時在價帶中留下空穴。這樣由于材料中載流子個數(shù)增加，使材料的電導率增加。電導率的改變量為：Δσ=Δp×e×μp+Δn×e×μn(1)式中e為電荷電量；Δp為空穴濃度的改變量；Δn為電子濃度的改變量；μp為空穴的遷移率；μn為電子的遷移率。當光敏電阻兩端加上電壓U后，光電流為Iph=Ad×Δσ×U(2)式中A為與電流垂直的截面積，d為電極間的距離。用于制造光敏電阻的材料主要有金屬的硫化物、硒化物和銻化物等半導體材料．目前生產(chǎn)的光敏電阻主要是硫化鎘．光敏電阻具有靈敏度高、光譜特性好、使用壽命長、

3、穩(wěn)定性能高、體積小以及制造工藝簡單等特點，被廣泛地用于自動化技術中．本實驗光敏電阻得到的光照Φ由一對偏振片來控制。當兩偏振片之間的夾角為α時，光照Φ為Φ=Φ0Dcosα，其中：Φ0為不加偏振片時的光照，D為當量偏振片平行時的透明度。2光敏電阻的基本特性光敏電阻的基本特性包括伏-安特性、光照特性、光電靈敏度、光譜特性、頻率特性和溫度特性等。本實驗主要研究光敏電阻的伏-安特性和光照特性。3.附上實驗中的光路圖:【實驗數(shù)據(jù)記錄、實驗結果計算】1測量光敏電阻的電壓與光電流的關系在調(diào)整好光路后，就可以做這一個內(nèi)容的實驗了。下面附

4、上這個實驗內(nèi)容的電路圖：表中記錄的數(shù)據(jù)為Iph的值，單位為mAαU(V)0°30°60°90°00.00.00.000.00012.72.21.280.06525.44.52.580.13838.27.03.770.201411.09.55.050.271513.812.06.260.339616.814.67.510.407719.817.28.750.484822.819.910.010.551925.922.611.320.6191029.025.412.630.6871132.128.213.930.75712

5、35.231.015.350.836下面繪出各個照度對應的U~Iph曲線α=0°時：線性擬合結果如下：Y=A+B*XParameterValueErrorA0.179520.05409B0.339770.00266------------------------------------------------------------RSDNP0.999660.105443<0.0001所以此時Ｒ＝?339Ωα=30°時：線性擬合結果如下：Y=A+B*XParameterValueErrorA0.253690.0669B

6、0.384860.00376RSDNP0.999480.1315713<0.0001所以此時Ｒ＝?385Ωα=60°時線性擬合結果如下：Y=A+B*XParameterValueErrorA0.02520.03197B0.789030.00358RSDNP0.999890.0611713<0.0001------------------------------------------------------------所以此時Ｒ＝?789Ωα=90°時線性擬合結果如下：Y=A+B*XParameterValueErro

7、rA0.065680.02854B14.406370.05862RSDNP0.999910.0548913<0.0001所以此時Ｒ＝?14406Ω對上面實驗結果的一點分析：1.可以發(fā)現(xiàn),當α=90°時，即光照最弱時，光敏電阻的阻值很大，可達一萬四千多歐姆，隨著光照的加強時，光敏電阻的阻值在不斷減小，在α=0°時，即在當時的最強光照時，光敏電阻的阻值已經(jīng)降到了三百余歐姆，可見其變化幅度很大。據(jù)查資料顯示，在完全黑暗時，光敏電阻的阻值甚至可達幾兆歐姆，而在更強的光下，其阻值會更小。2.還有重要的一點是，我們從“馬呂斯定律”

8、知道，這里光照強度與cosα2成正比，所以根據(jù)這幾個數(shù)據(jù)點可以發(fā)現(xiàn)光敏電阻的阻值隨光照強度的變化“似乎”不是線性的，這也是這個實驗下面將要驗證的內(nèi)容。2測量光敏電阻的照度與光電流的關系首先調(diào)整好光路與電路，便可開始測量，整張數(shù)據(jù)表格將在下一頁中顯示。表中記錄的數(shù)據(jù)為Iph的值，單位為mAU(V)α135120°2.627.9113