光敏電阻基本特性及主要參數(shù)的測(cè)試

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1、光敏電阻特性測(cè)試及分析南京理工大學(xué)紫金學(xué)院光電綜合實(shí)驗(yàn)室10光敏電阻主要參數(shù)及基本特性的測(cè)試一、工作原理光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶內(nèi)載流子數(shù)目的多少。當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，價(jià)帶中的電子吸收光子能量后躍遷到導(dǎo)帶，成為自由電子，同時(shí)產(chǎn)生空穴，電子—空穴對(duì)的出現(xiàn)使電阻率變小。光照愈強(qiáng)，光生電子—空穴對(duì)就越多，阻值就愈低。當(dāng)光敏電阻兩端加上電壓后，流過(guò)光敏電阻的電流隨光照增大而增大。入射光消失，電子-空穴對(duì)逐漸復(fù)合，電阻也逐漸恢復(fù)原值，電流也逐漸減小。光敏電阻

2、器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）光敏電阻的主要參量有暗電阻，亮電阻、光譜范圍、峰值波長(zhǎng)和時(shí)間常量等?；咎匦杂蟹蔡匦浴⒐庹仗匦?、光譜特性等。伏安特性是指在一定照度下，加在光敏電阻兩端的電壓和光電流之間的關(guān)系。光照特性是指在一定外加電壓下，光敏電阻的光電流與光通亮的關(guān)系。根據(jù)光敏電阻的光譜特性，可分為三種光敏電阻器：1．紫外光敏電阻器：對(duì)紫外線(xiàn)較靈敏，包括硫化鎘、硒化鎘光敏電阻器等，用于探測(cè)紫外線(xiàn)。2．紅外光敏電阻器：主要有硫化鉛、碲化鉛、硒化鉛。銻化銦等光敏電阻器，廣泛用于導(dǎo)彈制導(dǎo)、天文探測(cè)、非接觸

3、測(cè)量、人體病變探測(cè)、紅外光譜，紅外通信等國(guó)防、科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。3．可見(jiàn)光光敏電阻器：包括硒、硫化鎘、硒化鎘、碲化鎘、砷化鎵、硅、鍺、硫化鋅光敏電阻器等。主要用于各種光電控制系統(tǒng)，如光電自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)戶(hù)，航標(biāo)燈、路燈和其他照明系統(tǒng)的自動(dòng)亮滅，自動(dòng)給水和自動(dòng)停水裝置，機(jī)械上的自動(dòng)保護(hù)裝置和“位置檢測(cè)器”，極薄零件的厚度檢測(cè)器，照相機(jī)自動(dòng)曝光裝置，光電計(jì)數(shù)器，煙霧報(bào)警器，光電跟蹤系統(tǒng)等方面。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)掌握光敏電阻工作原理2、學(xué)習(xí)掌握光敏電阻的基本特性103、掌握光敏電阻特性測(cè)試的方法4、了解光敏電阻的基本應(yīng)用三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、光

4、敏電阻的暗電阻、亮電阻、光電阻測(cè)試實(shí)驗(yàn)（基本參數(shù)測(cè)試）2、光敏電阻的暗電流、亮電流、光電流測(cè)試實(shí)驗(yàn)（基本參數(shù)測(cè)試）3、光敏電阻的光譜特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)（特性測(cè)試）4、光敏電阻的伏安特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)（特性測(cè)試）四、測(cè)試儀器的技術(shù)參數(shù)及結(jié)構(gòu)原理1、儀器的測(cè)量精度：電壓：0.01V電流：0.01mA2、光學(xué)參數(shù)偏振片口徑：35mm3、導(dǎo)軌長(zhǎng)度：980mm4、結(jié)構(gòu)原理：結(jié)構(gòu)如圖（一）所示，在導(dǎo)軌上安置四個(gè)磁力滑座，分別將光源、起偏器、減偏器、接收器插入滑座內(nèi)。打開(kāi)光源，調(diào)整光源，使平行光均勻入射到偏振片上，調(diào)整接收器使它們處于同一光軸。旋轉(zhuǎn)偏振器的手輪

5、刻度為零時(shí)通過(guò)的光能最強(qiáng)、刻度為90°時(shí)通過(guò)的光能最弱。通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪改變?nèi)肷涞浇邮掌鞯墓鈴?qiáng)。根據(jù)光敏電阻特性：在一定照度下測(cè)量光敏電阻的電壓與光電流的關(guān)系；在一定工作電壓下，測(cè)量光敏電阻的照度與光電流的關(guān)系。10123451光源2起偏器3減偏器4線(xiàn)性穩(wěn)壓電源5接收器（圖一）5、儀器接線(xiàn)表6、儀器的調(diào)整目測(cè)調(diào)節(jié)光源、各偏振片、接收器、10的中心軸大致等高，并處于同一軸線(xiàn)上，使出射光能均勻照射到光敏電阻并使光電流輸出最大。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、測(cè)試光敏電阻的暗電阻、亮電阻、光電阻觀(guān)察光敏電阻的結(jié)構(gòu),用遮光罩將光敏電阻完全掩蓋,用萬(wàn)用表測(cè)得的電阻

6、值為暗電阻R暗,移開(kāi)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，亮電導(dǎo)與暗電導(dǎo)之差為光電導(dǎo)，光電導(dǎo)越大，則靈敏度越高。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。2、光敏電阻的暗電流、亮電流、光電流按照?qǐng)D(3)接線(xiàn)，電源可從+2~+8V間選用，分別在暗光和正常環(huán)境光照下測(cè)出暗電流Id和亮電流IL,則光電流Ip=IL-Id，光電流越大則靈敏度越高。分別測(cè)出兩種光敏電阻的亮電流，并和暗電做性能比較。3．光敏電阻的光譜特性：用不同的材料制成的光敏電阻有著不同的光譜特性，見(jiàn)圖（2）光敏電阻的光譜特性曲線(xiàn)。???圖（2）

7、幾種光敏電阻的光譜特性當(dāng)不同波長(zhǎng)的入射光照到光敏電阻的光敏面上，光敏電阻就有不同的靈敏度。更改發(fā)光光源，用高亮度LED（紅、黃、綠、藍(lán)、白）作為光源，其工作電源可選用直流穩(wěn)壓電源的正電源。所選限流電阻用1K～100K的可變電位器，首先應(yīng)置電位器阻值為最大，打開(kāi)電源后緩慢調(diào)小阻值，使發(fā)光管逐步發(fā)光并至最亮，當(dāng)發(fā)光管達(dá)到最高亮度時(shí)不應(yīng)再減小限流電阻阻值,確定限流電阻阻值后不再改變。依次將各發(fā)光管接入光電器件模板上的發(fā)光管插座，（各種光源的發(fā)光亮度可用照度計(jì)測(cè)得并可調(diào)節(jié)發(fā)光管電路使之光照度一致）。發(fā)光管與光敏電阻頂端可用一個(gè)10黑色軟管連接

8、。分別測(cè)出光敏電阻在各種光源照射下的光電流，再用固體激光器作為光源，測(cè)得光電流，將測(cè)得的數(shù)據(jù)記入下表，據(jù)此作出兩種光電阻大致的光譜特性曲線(xiàn)：?光源/光電流激光紅黃綠藍(lán)白光敏電阻I??????光敏電阻Ⅱ4.?光敏電阻的伏安