光电综合试验报告.docVIP

实验一 光敏电阻特性实验 实验原理: 光敏电阻又称为光导管,是一种均质的半导体光电器件,其结构如图(1)所示。由于半导体在光照的作用下,电导率的变化只限于表面薄层,因此将掺杂的半导体薄膜沉积在绝缘体表面就制成了光敏电阻，不同材料制成的光敏电阻具有不同的光谱特性。光敏电阻采用梳状结构是由于在间距很近的电阻之间有可能采用大的灵敏面积,提高灵敏度。 实验所需部件: 稳压电源、光敏电阻、负载电阻（选配单元）、电压表、各种光源、遮光罩、激光器、光照度计（由用户选配） 实验步骤: 测试光敏电阻的暗电阻、亮电阻、光电阻 观察光敏电阻的结构,用遮光罩将光敏电阻完全掩盖,用万用表测得的电阻值为暗电阻 R暗,移开遮光罩，在环境光照下测得的光敏电阻的阻值为亮电阻，暗电阻与亮电阻之差为光电阻，光电阻越大，则灵敏度越高。 在光电器件模板的试件插座上接入另一光敏电阻，试作性能比较分析。 光敏电阻的暗电流、亮电流、光电流 按照图(3)接线，电源可从+2~+8V间选用，分别在暗光和正常环境光照下测出输出电压V暗和V亮则暗电流L暗=V暗/RL,亮电流L亮=V亮/RL，亮电流与暗电流之差称为光电流，光电流越大则灵敏度越高。 分别测出两种光敏电阻的亮电流，并做性能比较。 3、光敏电阻的光谱特性： 图（2）几种光敏电阻的光谱特性 用不同的材料制成的光敏电阻有着不同的光谱特性，见图（2）光敏电阻的光谱特性曲线。当不同波长的入射光照到光敏电阻的光敏面上，光敏电阻就有不同的灵敏度。 按照图(3)接线,电源电压可采用直流稳压电源的负电源。用高亮度LED（红、黄、绿、蓝、白）作为光源，其工作电源可选用直流稳压电源的正电源。发光管的接线可参照图（15）。限流电阻用选配单元上的1K~100K档电位器，首先应置电位器阻值为最大，打开电源后缓慢调小阻值，使发光管逐步发光并至最亮，当发光管达到最高亮度时不应再减小限流电阻阻值,确定限流电阻阻值后不再改变。依次将各发光管接入光电器件模板上的发光管插座，（各种光源的发光亮度可用照度计测得并可调节发光管电路使之光照度一致）。发光管与光敏电阻顶端可用附件中的黑色软管连接。分别测出光敏电阻在各种光源照射下的光电流，再用激光教鞭、固体激光器作为光源，测得光电流，将测得的数据记入下表，据此作出两种光电阻大致的光谱特性曲线： 光源 激光 红 黄 绿 蓝 白 光电阻I 光电阻II 伏安特性: 光敏电阻两端所加的电压与光电流之间的关系。 按照图(3)分别测得偏压为2V、4V、6V、8V、10V、12V时的光电流，并尝试高照射光源的光强，测得给定偏压时光强度的提高与光电流增大的情况。将所测得的结果填入表格并作出V/I曲线。 偏压 2V 4V 6V 8V 10V 12V 光电阻I 光电阻II 温度特性: 光敏电阻与其他半导体器件一样,性能受温度影响较大.随着温度的升高电阻值增大,灵敏度下降。请按图(3)测试电路，分别测出常温下和加温(可用电烙铁靠近加温或用电吹风加温，电烙铁切不可直接接触器件)后的伏安特性曲线。 光敏电阻的光电特性： 在一定的电压作用下，光敏电阻的光电流与照射光通量的关系为光电特性见图（4）所示。 图（4）光敏电阻的光电特性 图（3）的实验电路电源可选用+12V稳压电源，适当串入一选配单元上的可变电阻，阻值在10K左右。发光LED接直流稳压电源的2~10V电压档，调节电路使发光管刚好发光，将发光管与光敏电阻顶端相连接，盖上遮光罩，测得光电流____，然后依次将发光管工作电压提高为4V，6V，8V，10V，用照度计依次测得光强，并测得光电流。将所测数据记入下表： 发光管偏压 4V 6V 8V 10V 光电阻I 光电阻II 或：置于暗光条件下，打开高亮度光源灯光，调节光源与光敏电阻的距离和照射角度，改变光敏电阻上入射光的光通量，观察光电流的变化。 注意事项: 实验时请注意不要超过光电阻的最大耗散功率P MAX, P MAX=LV。 光源照射时灯胆及灯杯温度均很高，请勿用手触摸，以免烫伤。实验时各种不同波长的光源的获取也可以采用在仪器上的光源灯泡前加装各色滤色片的办法，同时也须考虑到环境光照的影响。 实验二 光敏管的应用-----光控电路 实验目的: 了解光敏管在控制电路中的具体应用。 实验所需部件: 光敏二极管或光敏三极管、光控电路、光源、电压表、电阻器、三极管 实验步骤: 图(10)为一常用的由光敏管组成的光控电路，其原理与前述光敏电阻光控电路相似，电路接线时须注意光敏管的极性。接通电源后调节控制电路,使其在自然光下负载发光管不亮。 分别用白纸\带色的纸\书本和遮光罩改变光敏管的光照，观察控制电路的亮灯情况。 实验三