光敏电阻特性实验报告

光敏电阻特性实验光敏电阻特性实验 1 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 2 基本原理 1 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 2 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 3 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 3 需用器件与单元 主机箱 安装架 普通光源 各种滤光镜 光电器件实验 一 模板 光敏电阻探头 照度计模板 光照度探头 4 实验步骤 1 亮电阻和暗电阻测量 1 光敏电阻实验原理图 2 调节光敏电阻工作电压 3 亮电阻测试 4 暗电阻测试 实验结果 分析 一般情况下 实用的光敏电阻的暗电阻往往超过 1M 甚至高达 100M 而亮电 阻则在几 k 以下 可见测量数据有效 2 光照特性测试 光敏电阻的工作电压一定时 5V 它的阻值 光电流 随光照度变化而变化 按表 3 2 进行测量 作图 3 2 分析 理论上 光敏电阻在弱光照下 光电流 I 与光照度 E 具有良好的线性 在强光照下则 为非线性 根据测试数据所画得的光照特性曲线较好地满足上述情况 说明实验操作准确 3 伏安特性测试 光敏电阻在一定的光照度下 光电流随外加电压的变化而变化 1 调节光源电压为 100Lx 时对应的电压值 2 调节光敏电阻工作电压的值读取相应的光电流 3 重复测试不同照度的伏安特性 将测量数据填入表 3 3 并作图 3 3 分析 1 由图 3 3 可知 在给定光照下 光敏电阻的阻值与外加电压无关 仅由光敏电阻本 身性质决定 但是不同光照情况下的伏安特性具有不同的斜率 即光照强度不同 阻值不 同 2 当光敏电阻承受的功率超过它本身的额定功率 曲线开始变弯 说明光电流趋向饱 和 4 光谱特性测试 光敏电阻在一定的工作电压时 在等能量 不同波长的光作用下 其阻值的变化是不同的 即光电流大小不一样 本实验光功率以 1mW 为标准 更换光源前端盖的滤光镜获得不同 波长的光 将测量数据填入表 3 4 并作图 3 4 分析 光谱特性与光敏电阻材料有关 从图 3 4 可知 本实验选用的光敏电阻的光谱响应范 围在可见光区域 而峰值大概出现在 600nm 在稍离此波长的光谱响应迅速衰减 在远离 处则无响应 因此 在选用光敏电阻时 应把光敏电阻的材料和光源种类相结合考虑 以 获得满意的结果 5 思考题 为什么测光敏电阻亮阻和暗阻要经过 10 秒后再读数 答 因为光敏电阻是依靠非平衡载流子效应工作的 非平衡载流子的产生与复合都是一个时 间过程 此过程在一定程度上影响光敏电阻对光照的响应 因此 测亮阻和暗阻时要考虑 此时间过程 一般取值 10 秒 6 实验总结 1 在测量光照特性前 要先明确所用光源的光照度与光源工作电压的对应关系 以便通过 调节电压控制光照度的大小 2 在测量光谱特性前 要先明确不同波长的光源光功率与光源电压的对应关