1.2.3.4光敏二极管三极管.docVIP

实验一 光电基础知识实验 一 、实验目的 通过实验使学生对光源，光源分光原理、光的不同波长等基本概念有具体认识。 二 、基本原理 本实验中备有普通光源和激光光源。普通光源（白炽灯）光谱为连续光谱( 白炽灯的另一个特性是做灯丝的钨有正阻特性，工作时的热电阻远大于冷态时的电阻，在灯的启动瞬时有较大的电流 )。 利用分光三棱镜后，可以提供红色，黄色，绿色，蓝色等多种波长的光辐射。激光光源是半导体激光器，发射出波长为630纳米的红色光﹙激光特性:①单色性 ②方向性 ③相干性等﹚。 三 、需用器件与单元： 主机、普通光源、分光装置(三棱镜)、半导体激光器。 四 、实验步骤 图1－1分光实验 1．根据图1-1进行组装和接线，用实验线将主机中AC12V交流电源输出与普通光源相连接。合上主机的总电源开关。 2．松开图1－1中光源或三棱镜的升降固定螺钉，调节高度使光束对准三棱镜，转动三棱镜座使三棱镜毛面在后面，二个工作面（光面）的棱在前面。然后调节涡杆角度使折射的投射面（狭缝端盖）上出现清晰的光谱。如果光谱不清晰可轻微旋转光源罩（灯丝方向）和松开升降杆固定螺钉转动一个角度（光束方向）使光束对准三棱镜的工作面﹙要点:光束对准棱镜工作面﹑灯丝方向﹚。 3、关闭主机总电源开关。将图1-1中的普通光源取下，换上半导体激光源（旋下前端盖小孔），将激光源与主机激光电源相应连接﹙注意颜色－极性﹚。打开主机总电源开关，根据步骤2调节观察投射面现象（单色性）。 五 、思考题 1． 解释实验现象。 2． 半导体激光器的特性有哪些？半导体激光器的发散角一般为5o～10o,你如何利用实验装置和直尺完成最简易的发散角测量实验方法。 实验二 光敏电阻实验 一、 实验目的： 了解光敏电阻的光照特性、光谱特性和伏安特性等基本特性。 二、 基本原理： 在光线的作用下，电子吸收光子的能量从键合状态过渡到自由状态，引起电导率的变化，这种现象称为光电导效应。光电导效应是半导体材料的一种体效应。光照愈强，器件自身的电阻愈小。基于这种效应的光电器件称光敏电阻。光敏电阻无极性，其工作特性与入射光光强、波长和外加电压有关。 三、 需用器件与单元： 主机、安装架、发光二极管光源、光敏电阻探头、光照度计及探头、分光装置。 四、 实验步骤： 1、亮电阻和暗电阻测量 （1）图2-1是光敏电阻实验原理图 （2）按图2-2光照度实验安装接线。将照度计探头与主机小面板上照度计显示表Vi口相连接。将图2-2中的光敏元件的探头换成照度计探头。打开主机电源，然后，顺时针慢慢调节0～20mA可调电流源旋钮，使照度计显示为100Lx。 （3）撤下照度计探头，换上光敏电阻探头及电路（图2－2）。顺时针慢慢调节0～5V可调电源，使电压表显示5V（如调不到5V则Vcc改接0－15V可调电压源）。 （4）在光敏电阻与光源之间用遮光筒连接（不加狭缝），10秒钟后，读取电压表（量程为20V档）和电流表（量程为20mA档）的值分别为亮电压U亮和亮电流I亮。 （5）将0～20mA可调电流源的调节旋钮逆时针方向慢慢旋到底，10秒钟后，读取电压表（量程为20V档）和电流表（量程为20μA档）的值分别为暗电压U暗和暗电流I暗。 （6）根据以下公式，计算亮阻和暗阻 R亮=U亮 / I亮 ； R暗=U暗 / I暗 （7）光敏电阻在不同的照度下有不同的亮阻和暗阻；在不同的工作电压下有不同的亮阻和暗阻。如有兴趣可重复以上实验步骤做实验。 2、光照特性测量 当光敏电阻的工作电压（Vcc）为+5V时，光敏电阻的光电流随光照强度变化而变化，它们之间的关系是非线性的。改变光源电流大小可得到不同的光照度值(实验方法同以上实验，照度计探头和光敏电阻探头交替使用)，测得数据填入表2—1，并作出光电流与光照度I-Lx曲线图。 表2—1 光照度（LX） 20 40 60 80 100 120 140 160 180 电流mA 3、伏安特性测量 在一定的光照强度下，光敏电阻的光电流随外加电压的变化而变化，实验时，在给定光照强度为50Lx、100Lx、150Lx时，图2－2改变光敏电阻的工作电压值?U＝0.5v（由电压表监测），测得不同光照度下流过光敏电阻的电流值,将数据填入表2-2，并作不同照度下的三条伏安特性曲线。 表2-2 型号：G5528 电压（U） 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 照 度 （Lx） 50 电流（mA） 100 电流（mA） 150 电流（mA） 4 、光谱特性测量 光敏电阻对不同波长的光，接收的光灵敏度是不一样的，这就是光敏电阻