實(shí)驗(yàn)--光敏電阻特性實(shí)驗(yàn)

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1、實(shí)驗(yàn)一光敏電阻特性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.?了解光敏電阻的工作原理及相關(guān)的特性。?2.?了解非電量轉(zhuǎn)化為電量進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量的方法。?3.?了解簡(jiǎn)單光路的調(diào)整原則和方法。4.?在一定照度下，測(cè)量光敏電阻的電壓與光電流的關(guān)系。?5.?在一定電壓下，測(cè)量光敏電阻的照度與光電流的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)原理:1.光敏電阻的結(jié)構(gòu)與工作原理利用具有光電導(dǎo)效應(yīng)的半導(dǎo)體材料制成的光敏傳感器叫光敏電阻，又稱為光導(dǎo)管。是一種均質(zhì)的半導(dǎo)體光電器件,其結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。光敏電阻沒(méi)有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也可以加交流電壓。光敏電阻采用梳狀結(jié)構(gòu)是由于在間距很近的電阻之

2、間有可能采用大的靈敏面積,提高靈敏度。無(wú)光照時(shí)，光敏電阻值（暗電阻）很大，電路中電流（暗電流）很小。當(dāng)光敏電阻受到一定波長(zhǎng)范圍的光照時(shí)，它的阻值（亮電阻）急劇減小，電路中電流迅速增大。一般希望暗電阻越大越好，亮電阻越小越好，此時(shí)光敏電阻的靈敏度高。實(shí)際光敏電阻的暗電阻值一般在兆歐量級(jí)，亮電阻值在幾千歐以下。2.光敏電阻的主要參數(shù)(1)暗電阻：光敏電阻在不受光照射時(shí)的阻值稱為暗電阻，此時(shí)流過(guò)的電流稱為暗電流。(2)亮電阻：光敏電阻在受光照射時(shí)的電阻稱為亮電阻，此時(shí)流過(guò)的電流稱為亮電流。(3)光電流：亮電流與暗電流之差稱為光電流。3.光敏電阻的基本特

3、性(1)伏安特性光敏電阻的伏安特性如圖1-2所示，不同的光照度可以得到不同的伏安特性，表明電阻值隨光照度發(fā)生變化。光照度不變的情況下，電壓越高，光電流也越大，光敏電阻的工作電壓和電流都不能超過(guò)規(guī)定的最高額定值。圖1-2光敏電阻的伏安特性曲線（2）光照特性光敏電阻的光照特性是描述光電流資料I和光照強(qiáng)度之間的關(guān)系，不同材料的光照特性是不同的，絕大多數(shù)光敏電阻光照特性是非線性的。光敏電阻的光照特性則如圖1-3所示。不同的光敏電阻的光照特性是不同的，但是在大多數(shù)的情況下，曲線的形狀都與圖1-3類似。由于光敏電阻的光照特性是非線性的，因此不適宜作測(cè)量型的線

4、性敏感元件，在自動(dòng)控制中光敏電阻常用作開關(guān)量的光電傳感器。圖1-3光敏電阻的光照特性曲線(3)光譜特性光敏電阻對(duì)入射光的光譜具有選擇作用，即光敏電阻對(duì)不同波長(zhǎng)的入射光有不同的靈敏度。光敏電阻的相對(duì)光敏靈敏度與入射波長(zhǎng)的關(guān)系稱為光敏電阻的光譜特性，亦稱為光譜響應(yīng)。圖1-4為幾種不同材料光敏電阻的光譜特性。對(duì)應(yīng)于不同波長(zhǎng)，光敏電阻的靈敏度是不同的，而且不同材料的光敏電阻光譜響應(yīng)曲線也不同。圖1-4幾種光敏電阻的光譜特性實(shí)驗(yàn)所需部件:穩(wěn)壓電源、光敏電阻、負(fù)載電阻（選配單元）、電壓表、各種光源、遮光罩、激光器實(shí)驗(yàn)步驟:1.測(cè)試光敏電阻的暗電阻、亮電阻、光

5、電阻在光電器件模板的試件插座上接入另一光敏電阻，試作性能比較分析。(1)將光敏電阻完全置入黑暗環(huán)境中（將光敏電阻裝入光通路組件,不通電即為完全黑暗）,使用萬(wàn)用表測(cè)試光敏電阻引腳輸出端，即可得到光敏電阻的暗電阻R暗。(注：由于光敏電阻個(gè)性差異，某些暗電阻可能大于200M歐，屬于正常。)(2)組裝好光通路組件，將照度計(jì)顯示表頭與光通路組件照度計(jì)探頭輸出正負(fù)極對(duì)應(yīng)相連（紅為正極，黑為負(fù)極）,將光源調(diào)制單元J4與光通路組件光源接口使用彩排數(shù)據(jù)線相連。(3)移開遮光罩，在環(huán)境光照下測(cè)得的光敏電阻的阻值為亮電阻R亮。(4)將直流電源正負(fù)極與電壓表頭對(duì)應(yīng)相連，

6、打開電源，將直流電流調(diào)到12V，關(guān)閉電源，拆除導(dǎo)線。(5)按照如下電路連接電路圖，RL取RL=RL6=1M。資料(6)打開電源，記錄電壓表的讀數(shù)，使用歐姆定理I=U/R得出支路中的電流值I暗（注：在測(cè)量光敏電阻的暗電流時(shí)，應(yīng)先將光敏電阻置于黑暗環(huán)境中30分鐘以上，否則在測(cè)量暗電流時(shí)，電壓表的讀數(shù)會(huì)較長(zhǎng)時(shí)間后才能穩(wěn)定，若測(cè)試的電壓值在一小范圍內(nèi)變化時(shí)，讀數(shù)取電壓的平均值）圖2-6光敏電阻暗電流測(cè)試電路1.光敏電阻的暗電流、亮電流、光電流按照?qǐng)D1-5接線，分別在暗光及有光源照射下測(cè)出輸出電壓暗和U亮，電流L暗=U暗/R，亮電流L亮=U亮/R，亮電流與

7、暗電流之差稱為光電流，光電流越大則靈敏度越高。3.光敏電阻的伏安特性測(cè)試在一定照度下，光敏電阻兩端所加的電壓與流過(guò)光敏電阻的電流之間的關(guān)系，稱為伏安特性。按照?qǐng)D1-5接線，電源可從直流穩(wěn)壓電源+2~+12V間選用，每次在一定的光照條件下，測(cè)出當(dāng)加在光敏電阻上電壓為+2V；+4V；+6V；+8V；+10V時(shí)電阻R兩端的電壓UR，和電流數(shù)據(jù)，圖1-5光敏電阻的測(cè)量電路同時(shí)算出此時(shí)光敏電阻的阻值，并整理數(shù)據(jù)填入表格。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出光敏電阻的伏安特性曲線。4.光敏電阻的光照特性測(cè)試按照?qǐng)D1-5接好實(shí)驗(yàn)線路，負(fù)載電阻R選定1K，光源用白熾燈，（實(shí)驗(yàn)者可仔

8、細(xì)調(diào)節(jié)光源控制旋鈕，得到不同的光源亮度），每確定一種亮度后改變測(cè)試電路工作電壓從0V-12V。從電源電壓UCC=2V開始到UCC=10V