光敏電阻特性測(cè)量實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、了解光敏電阻的工作原理和使用方法；

2、掌握光強(qiáng)與光敏電阻電流值關(guān)系測(cè)試方法；

3、掌握光敏電阻的光電特性及其測(cè)試方法；

4、掌握光敏電阻的伏安特性及其測(cè)試方法；

5、掌握光敏電阻的光譜響應(yīng)特性及其測(cè)試方法；

6、掌握光敏電阻的時(shí)間響應(yīng)特性及其測(cè)試方法。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、光強(qiáng)與光敏電阻電流值關(guān)系測(cè)試；

2、光敏電阻的光電特性的測(cè)試；

3、光敏電阻的伏安特性的測(cè)試；

4、光敏電阻的光譜響應(yīng)特性的測(cè)試；

5、光敏電阻的時(shí)間響應(yīng)特性的測(cè)試。

三、實(shí)驗(yàn)儀器

光電技術(shù)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)儀                                    一臺(tái)

光敏電阻實(shí)驗(yàn)?zāi)K                                          一塊

光源輸出及測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)K                                    一塊

連接導(dǎo)線                                                  若干

四、實(shí)驗(yàn)原理

光敏電阻在黑暗的室溫條件下，由于熱激發(fā)產(chǎn)生的載流子使它具有一定的電導(dǎo)，該電導(dǎo)稱為暗電導(dǎo)，其倒數(shù)為暗電阻，一般的暗電導(dǎo)值都很小（或暗電阻阻值都很大）。當(dāng)有光照射在光敏電阻上時(shí)，它的電導(dǎo)將變大，這時(shí)的電導(dǎo)稱為光電導(dǎo)。電導(dǎo)隨光照量變化越大的光敏電阻，其靈敏度就越高，這個(gè)特性就稱為光敏電阻的光電特性，也可定義為光電流與照度的關(guān)系。

光敏電阻在弱輻射和強(qiáng)輻射作用下表現(xiàn)出不同的光電特性（線性和非線性），實(shí)際上，它的光電特性可用在“恒定電壓”下流過光敏電阻的電流，與作用到光敏電阻上的光照度E的關(guān)系曲線來描述，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。

光敏電阻的本質(zhì)是電阻，符合歐姆定律，因此它具有與普通電阻相似的伏安特性。在一定的光照下，加到光敏電阻兩端的電壓與流過光敏電阻的亮電流之間的關(guān)系稱為光敏電阻的伏安特性。

圖1-1 光敏電阻的符號(hào)和連接

五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

1、打開電源之前，將“電源調(diào)節(jié)”處旋鈕逆時(shí)針調(diào)至底端；

2、實(shí)驗(yàn)操作中不要帶電插拔導(dǎo)線，應(yīng)該在熟悉原理后，按照電路圖連接，檢查無誤后，方可打開電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；

3、若照度計(jì)、電流表或電壓表顯示為“1＿”時(shí)說明超出量程，選擇合適的量程再測(cè)量；

4、嚴(yán)禁將任何電源對(duì)地短路。

六、實(shí)驗(yàn)步驟

組裝好光源、遮光筒和光敏電阻結(jié)構(gòu)件探頭，如圖1-2所示：

圖1-2 光路結(jié)構(gòu)示意圖

1、實(shí)驗(yàn)測(cè)試電路如圖1-3所示：

圖1-3 光強(qiáng)與光敏電阻電流值關(guān)系測(cè)試電路

2、打開實(shí)驗(yàn)箱電源，調(diào)節(jié)照度計(jì)“調(diào)零”旋鈕，至照度計(jì)顯示為“000.0”為止，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱電源；

3、J13連接實(shí)驗(yàn)儀主板0—12V2，實(shí)驗(yàn)儀主板GND2與GND相連。12V2、GND2分別連接實(shí)驗(yàn)箱上電壓表的正負(fù)插孔，J7、J8分別連接實(shí)驗(yàn)箱上的光敏電阻結(jié)構(gòu)件黃、藍(lán)插孔，同時(shí)將套筒紅、黑插孔與照度計(jì)紅、黑插孔相連；

4、打開實(shí)驗(yàn)箱電源，按下K1，K2開關(guān)，同時(shí)保證其余開關(guān)都彈起；

5、將光源及測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)K插入主機(jī)箱體的插槽中。航空插座FLED-IN與全彩燈光源套筒相連接。打開光源及測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)K電源開關(guān)K1，將S1，S2，S3開關(guān)向上撥，使光照強(qiáng)度為0，即照度計(jì)顯示為0，調(diào)節(jié)模塊上的W5，使TP3電壓為0；

6、將S1，S2，S3開關(guān)向下?lián)埽瑢⒖烧{(diào)電源電壓調(diào)為5V，光源顏色選為白光，用示波器CH1和CH2分別觀察TP1和TP3的電壓。（當(dāng)J11、J12連接（0V，0V）、（5V，0V）、（0V，5V）、（5V，5V）時(shí)分別調(diào)節(jié)W2，W3，W4，W6可改變TP3點(diǎn)電壓，TP3點(diǎn)為V-I曲線分析的電壓輸出）；

7、保持“電源調(diào)節(jié)”旋鈕不旋動(dòng)，按“照度加”或“照度減”，測(cè)量照度為100Lx、150Lx、200Lx、250Lx、300Lx、350Lx、400Lx、450Lx、500Lx、550Lx、600Lx分別對(duì)應(yīng)的電壓值U（TP1點(diǎn)的電壓），R25=100按照I=U/R25計(jì)算電流值，RL=(U1-U)/I計(jì)算電阻值(U1為可調(diào)偏壓)，且將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄于表1-1中：

表1-1 5V偏壓下，光強(qiáng)與光敏電阻阻值關(guān)系測(cè)量

8、改變電源供電偏壓，分別記錄電壓為8V、10V時(shí)，不同光照度下對(duì)應(yīng)的電流值，并分別記錄于表1-2及表1-3中：

表1-2 8V偏壓下，光敏電阻光電特性測(cè)試

表1-3 10V偏壓下，光敏電阻光電特性測(cè)試

9、保持照度為100Lx不變，調(diào)節(jié)電源供電偏壓，使供電偏壓為1V、2V、3V、4V、5V、6V、7V、8V、9V、10V，分別記錄對(duì)應(yīng)的電流值，并記錄表1-4中：

表1-4 100Lx照度，光敏電阻伏安特性測(cè)試

10、按“照度加”，調(diào)節(jié)使光照為200Lx、300Lx、400Lx、500Lx、600Lx，記錄同一光照不同電壓下對(duì)應(yīng)的電流值，并分別記錄表1-5至表1-9中：

表1-5 200Lx照度，光敏電阻伏安特性測(cè)試

表1-6 300Lx照度，光敏電阻伏安特性測(cè)試

表1-7 400Lx照度，光敏電阻伏安特性測(cè)試

表1-8 500Lx照度，光敏電阻伏安特性測(cè)試

表1-9  600Lx照度，光敏電阻伏安特性測(cè)試

11、使可調(diào)電源偏壓調(diào)為5V分別測(cè)量不同顏色光在100Lx光照強(qiáng)度下，光敏電阻的電流值，將各個(gè)光源100lx照度下光敏電阻的電流值記錄在表1-10中：

表1-10  光敏電阻光譜特性測(cè)試

12、將S1，S2，S3開關(guān)向上撥，將可調(diào)電源電壓調(diào)為5V。將光源及測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)K的J16與光源及測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)K的J17，J18，J19插座相連接。觀察光源及測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)K的J16點(diǎn)波形和光敏電阻實(shí)驗(yàn)?zāi)KTP1點(diǎn)波形，分析光敏電阻的時(shí)間響應(yīng)特性；

13、將“電源調(diào)節(jié)”旋鈕逆時(shí)針旋至不可調(diào)位置，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱電源。