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光电器件基础与应用实验主讲教师:王丽君 闽南理工学院 实践教学中心 实 验 目 录 实验一 光敏二极管特性测量实验 实验二 红外光电接近开关实验 实验三 光敏电阻特性及参数测量实验 实验四 光敏电阻暗光街灯实验 实验五 光电耦合器性能测试实验 实验六 光电耦合器控制开关实验 实验七 PSD特性参数测量实验 实验一 光敏二极管特性测量实验 一、实验目的 了解红外发光二极管（红外LED）的发光特性，测量和掌握不同照度下光敏二极管的光电特性，测量和掌握不同照度下光敏二极管的伏安特性。 二、实验原理 光敏二极管是一种光电效应器件，可以应用于光伏和光电导工作模式，主要用于可见光及红外光谱区。通常是在反偏置条件下工作，即光电导工作模式，这样可以减少光生载流子渡越时间及结电容，可获得较宽的线性输出和较高的响应频率。 三、实验所需单元 直流稳压电源，光敏对管（红外LED，光敏二极管），电阻，数字电压表，电流（毫安）表，激光器（由“激光器”单元的VOUT插孔端及亮度旋钮控制，下同）。 四、实验步骤 (1) 按图1.1所示连接各元件和单元。检查接线无误后，开启稳压电源。 (2) 光电特性测量。在某一电压U（如3V电源）时，用毫安表（电流值＝刻度读数值×当前量程） 图1.1 光敏二极管特性测量电路 (3) 伏安特性测量。 在某一光照下，改变电压U的大小用毫安表测定电流的变化，数字电压表测定U值，记录测定的数据；改变光照强度，重复测量电流随电压的变化情况，绘制出I－U曲线族。 五、注意事项 施加的电压尽量不要超过5V。不能过分用力地插入或拔出接插线，因为这可能导致部分插孔松动，造成实验结果的不准确。请仔细插入或拔出接插线。 请比较光敏二极管与光敏三极管特性的异同，并分析原因？ 按实验指导书的要求，正确回答预习思考题，书写工整，要求要有结论。 实验二 红外光电接近开关实验 一、实验目的 在光敏二极管光电特性和伏安特性测定的基础上，学习掌握由“红外发光二极管——红外光敏二极管对”组成的红外光电接近开关的原理及其应用。 二、实验原理 利用光敏二极管在反偏置条件下的光电特性，可将其作为光电接近开关的接收传感器件。当红外LED发出的红外光被某一逐渐逼近的物体遮挡并反射到光敏二极管时，光敏二极管的光电流（或光电导）将发生改变。当物体逼近到一定距离（即反射光强足够大）时，开关电路使继电器开启，从而达到开关控制的目的。 三、实验所需单元 直流稳压电源，光敏对管（红外LED，光敏二极管），电阻，接近开关电路，继电器，数字电压表。 四、实验步骤 (1) 按图2.1所示连接各元件和单元，并连接＋12V电源。（箭头表示连接线） (2) 检查接线无误后，开启稳压电源。 图 2.1 光电接近开关实验电路 (3) 用一物体（白纸）从远处向左侧实验台上的接近开关探头前端逼近，到一定距离时，可听到继电器“嗒嗒”的启动声音，并用直尺测量此时遮挡物与探头之间的大致距离，作多次试验后，取平均值，即为接近开关的动作距离。 调节“增益”旋钮，可适当改变系统的响应灵敏度，或改变接近开关的动作距离。 (4) 利用此接近开关，实验者可根据自己的兴趣设计其他实验，如利用接近开关及继电器控制电机的转动，控制彩灯的闪亮等。 五、注意事项 施加的电压尽量不要超过5V。不能过分用力地插入或拔出接插线，因为这可能导致部分插孔松动，造成实验结果的不准确。请仔细插入或拔出接插线。 请分析红外光电接近开关的工作原理，并利用此接近开关自行设计实验？ 按实验指导书的要求，正确回答预习思考题，书写工整，要求要有结论。 实验三  光敏电阻特性参数测量实验 一、实验目的 了解光敏电阻的电阻特性，掌握光敏电阻的伏安特性及其随光照强度的变化规律。 二、实验原理 光敏电阻是最典型的光电效应器件，即其电导率随光照强度而发生变化。半导体光电导器件是利用半导体材料的光电导效应制成的光电探测器件。 三、实验所需单元 直流稳压电源，光敏电阻，数字电压表，电流（毫安）表，万用表。 四、实验步骤： 光敏电阻的暗、亮电阻测定。如图3.1所示，用万用表从光敏电子两端测定它在不同光照条件下的电阻值，将测得的结果填入表3.1 (2) 光敏电阻伏安特性测定。按要求连接各元件和单元，检查连接无误后，开启电源。 改变光敏电阻的光照强度（如全暗、日光灯、台灯、激光照射），重复测定I与U的关系，可得到伏安特性关系曲线族。 (3) 分析上述