光敏電阻特性測量實驗
一、實驗?zāi)康?/p>
1、了解光敏電阻的工作原理和使用方法；
2、掌握光強與光敏電阻電流值關(guān)系測試方法；
3、掌握光敏電阻的光電特性及其測試方法；
4、掌握光敏電阻的伏安特性及其測試方法；
5、掌握光敏電阻的光譜響應(yīng)特性及其測試方法；
6、掌握光敏電阻的時間響應(yīng)特性及其測試方法。
二、實驗內(nèi)容
1、光強與光敏電阻電流值關(guān)系測試；
2、光敏電阻的光電特性的測試；
3、光敏電阻的伏安特性的測試；
4、光敏電阻的光譜響應(yīng)特性的測試；
5、光敏電阻的時間響應(yīng)特性的測試。
三、實驗儀器
光電技術(shù)創(chuàng)新綜合實驗儀 一臺
光敏電阻實驗?zāi)K 一塊
光源輸出及測量實驗?zāi)K 一塊
連接導線 若干
四、實驗原理
光敏電阻在黑暗的室溫條件下，由于熱激發(fā)產(chǎn)生的載流子使它具有一定的電導，該電導稱為暗電導，其倒數(shù)為暗電阻，一般的暗電導值都很?。ɑ虬惦娮枳柚刀己艽螅?。當有光照射在光敏電阻上時，它的電導將變大，這時的電導稱為光電導。電導隨光照量變化越大的光敏電阻，其靈敏度就越高，這個特性就稱為光敏電阻的光電特性，也可定義為光電流與照度的關(guān)系。
光敏電阻在弱輻射和強輻射作用下表現(xiàn)出不同的光電特性（線性和非線性），實際上，它的光電特性可用在“恒定電壓”下流過光敏電阻的電流，與作用到光敏電阻上的光照度E的關(guān)系曲線來描述，不同材料的光照特性是不同的，絕大多數(shù)光敏電阻光照特性是非線性的。
光敏電阻的本質(zhì)是電阻，符合歐姆定律，因此它具有與普通電阻相似的伏安特性。在一定的光照下，加到光敏電阻兩端的電壓與流過光敏電阻的亮電流之間的關(guān)系稱為光敏電阻的伏安特性。
圖1-1 光敏電阻的符號和連接
五、實驗注意事項
1、打開電源之前，將“電源調(diào)節(jié)”處旋鈕逆時針調(diào)至底端；
2、實驗操作中不要帶電插拔導線，應(yīng)該在熟悉原理后，按照電路圖連接，檢查無誤后，方可打開電源進行實驗；
3、若照度計、電流表或電壓表顯示為“1＿”時說明超出量程，選擇合適的量程再測量；
4、嚴禁將任何電源對地短路。
六、實驗步驟
組裝好光源、遮光筒和光敏電阻結(jié)構(gòu)件探頭，如圖1-2所示：
圖1-2 光路結(jié)構(gòu)示意圖
1、實驗測試電路如圖1-3所示：
圖1-3 光強與光敏電阻電流值關(guān)系測試電路
2、打開實驗箱電源，調(diào)節(jié)照度計“調(diào)零”旋鈕，至照度計顯示為“000.0”為止，關(guān)閉實驗箱電源；
3、J13連接實驗儀主板0—12V2，實驗儀主板GND2與GND相連。12V2、GND2分別連接實驗箱上電壓表的正負插孔，J7、J8分別連接實驗箱上的光敏電阻結(jié)構(gòu)件黃、藍插孔，同時將套筒紅、黑插孔與照度計紅、黑插孔相連；
4、打開實驗箱電源，按下K1，K2開關(guān)，同時保證其余開關(guān)都彈起；
5、將光源及測量實驗?zāi)K插入主機箱體的插槽中。航空插座FLED-IN與全彩燈光源套筒相連接。打開光源及測量實驗?zāi)K電源開關(guān)K1，將S1，S2，S3開關(guān)向上撥，使光照強度為0，即照度計顯示為0，調(diào)節(jié)模塊上的W5，使TP3電壓為0；
6、將S1，S2，S3開關(guān)向下?lián)?，將可調(diào)電源電壓調(diào)為5V，光源顏色選為白光，用示波器CH1和CH2分別觀察TP1和TP3的電壓。（當J11、J12連接（0V，0V）、（5V，0V）、（0V，5V）、（5V，5V）時分別調(diào)節(jié)W2，W3，W4，W6可改變TP3點電壓，TP3點為V-I曲線分析的電壓輸出）；
7、保持“電源調(diào)節(jié)”旋鈕不旋動，按“照度加”或“照度減”，測量照度為100Lx、150Lx、200Lx、250Lx、300Lx、350Lx、400Lx、450Lx、500Lx、550Lx、600Lx分別對應(yīng)的電壓值U（TP1點的電壓），R25=100按照I=U/R25計算電流值，RL=(U1-U)/I計算電阻值(U1為可調(diào)偏壓)，且將實驗數(shù)據(jù)記錄于表1-1中：
表1-1 5V偏壓下，光強與光敏電阻阻值關(guān)系測量
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照度（Lx） |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
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電壓U（V） |
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電流I（mA） |
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電阻RL（KΩ） |
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8、改變電源供電偏壓，分別記錄電壓為8V、10V時，不同光照度下對應(yīng)的電流值，并分別記錄于表1-2及表1-3中：
表1-2 8V偏壓下，光敏電阻光電特性測試
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照度（Lx） |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
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電壓U（V） |
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電流I（mA） |
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表1-3 10V偏壓下，光敏電阻光電特性測試
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照度（Lx） |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
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電壓U（V） |
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電流I（mA） |
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9、保持照度為100Lx不變，調(diào)節(jié)電源供電偏壓，使供電偏壓為1V、2V、3V、4V、5V、6V、7V、8V、9V、10V，分別記錄對應(yīng)的電流值，并記錄表1-4中：
表1-4 100Lx照度，光敏電阻伏安特性測試
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偏壓U1（V） |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
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電流I（mA） |
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U1-U（V） |
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10、按“照度加”，調(diào)節(jié)使光照為200Lx、300Lx、400Lx、500Lx、600Lx，記錄同一光照不同電壓下對應(yīng)的電流值，并分別記錄表1-5至表1-9中：
表1-5 200Lx照度，光敏電阻伏安特性測試
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偏壓U1（V） |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
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電流I（mA） |
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U1-U（V） |
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表1-6 300Lx照度，光敏電阻伏安特性測試
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偏壓U1（V） |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
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電流I（mA） |
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U1-U（V） |
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表1-7 400Lx照度，光敏電阻伏安特性測試
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偏壓U1（V） |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
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電流I（mA） |
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U1-U（V） |
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表1-8 500Lx照度，光敏電阻伏安特性測試
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偏壓U1（V） |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
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電流I（mA） |
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U1-U（V） |
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表1-9 600Lx照度，光敏電阻伏安特性測試
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偏壓U1（V） |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
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電流I（mA） |
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U1-U（V） |
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11、使可調(diào)電源偏壓調(diào)為5V分別測量不同顏色光在100Lx光照強度下，光敏電阻的電流值，將各個光源100lx照度下光敏電阻的電流值記錄在表1-10中：
表1-10 光敏電阻光譜特性測試
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光源指示 |
1(紅色) |
2(橙色) |
3(黃色) |
4(綠色) |
5(青色) |
6(藍色) |
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電流(mA) |
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12、將S1，S2，S3開關(guān)向上撥，將可調(diào)電源電壓調(diào)為5V。將光源及測量實驗?zāi)K的J16與光源及測量實驗?zāi)K的J17，J18，J19插座相連接。觀察光源及測量實驗?zāi)K的J16點波形和光敏電阻實驗?zāi)KTP1點波形，分析光敏電阻的時間響應(yīng)特性；
13、將“電源調(diào)節(jié)”旋鈕逆時針旋至不可調(diào)位置，關(guān)閉實驗箱電源。
