光敏电阻实验指导书V10

录TOC\o"1-5"\h\z目录 -1-\o"CurrentDocument"第一章光敏电阻综合实验仪说明 -3-\o"CurrentDocument"一、内容简介 -3-\o"CurrentDocument"二、实验仪说明 -3-\o"CurrentDocument"1、电子电路部分结构分布 -4-\o"CurrentDocument"2、光通路组件 -5-\o"CurrentDocument"3、基本操作说明 -6-第二章实验指南 -7-\o"CurrentDocument"一、实验目的 -7-\o"CurrentDocument"三、实验内容 -7-\o"CurrentDocument"三、实验仪器 -7-\o"CurrentDocument"四、实验原理 -8\o"CurrentDocument"光敏电阻的结构与工作原理 -8-\o"CurrentDocument"光敏电阻的主要参数 -8-\o"CurrentDocument"光敏电阻的基本特性 -9-性能与特点 -11-五、注意事项 -11-六、实验步骤 -11-1、 光敏电阻的暗电阻、暗电流测试实验 -11-2、 光敏电阻的亮电阻、亮电流、光电阻、光电流测试实验 -12-3、 光敏电阻伏安特性测试 -13-4、 光敏电阻的光电特性测试实验 -14-5、 光敏电阻的光谱特性测试实验 -15-6、 光敏电阻时间特性测试 -16-7、 精密的暗激发光控开关设计实验 -17-设计实验一、光控灯 -17-设计实验二、光控大门装置 -18-

设计实验三、天明报知装置-19--20-七、思考题-19--20-第一章光敏电阻综合实验仪说明一、内容简介光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。它在光线的作用下其阻值往往变小，这种现象称为光导效应，因此，光敏电阻又称光导管。在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。GCGMDZ-B型光敏电阻综合实验仪研究光敏电阻的基本特性，如光电流、暗电流、光照特性、光谱特性、伏安特性、及频率特性等等，以及实际运用例举（光控调光电路设计、精密的暗激发光控开关设计）。本实验仪电路PCB板与光通路组件各占一半置于箱体内，这样不仅可以让学生对整个实验系统的光通路一目了然，增强学生对系统的理解，而且外观美观大方，携带存放方便。在电路PCB板部分，模块化设计，配备有〜12V可调的直流电压源，可为光敏电阻设计电路提供电压。本实验箱还配电压表、电流表和独立照度计，各表头显示单元和各种调节单元都放在面板上，学生做实验时只需要简单连线即可实现相应的功能。连线、调节、观察和记录都很方便。实验箱还配备10K粗调电位器和100K多圈精密细调电位器，可供学生配合其它元件自己动手搭建实验之用，提高学生动手动脑能力。二、实验仪说明下图1为光敏电阻实验仪整体结构图。

精密的光控调光电路电压表头电流表头电压表头-a口电阻区直流电源 c:. ■-脉冲宽度调节光源及光调制单元信号测试区-a口电阻区直流电源 c:. ■-脉冲宽度调节光源及光调制单元信号测试区光照度调节光通路组件照度计探头光敏电阻

及封装图1-1光敏电阻实验综合实验仪整体布局图1、电子电路部分结构分布说明：电压表：独立电压表，可切换三档，200mV,2V,20V,通过拨段开关进行调节，白色所指示的位置即为所对应的档位。“+”“-”分别对应电压表的“正”“负”输入极。电流表：独立电流表，可切换三档，200uA，2mA，20mA，200mA通过拨段开关进行调节，白色所指示的位置即为所对应的档位。“+”“-”分别对应电压表的“正”“负”输入极。固定电阻值：RLl=100Q，RL2=510Q，RL3=1KQ，RL4=10KQ，RL5=100KQ，RL6=1MQ可调电阻值：RP1=0〜100KQ，RP2=0〜10KQ(精密可调电位器)直流电源：〜12V可调，“〜12V”为直流电源的正极，另一端为负极。

2、光通路组件图1-2光敏电阻实验仪光通路组件功能说明：分光镜：50%透过50%反射镜，将平行光一半给照度计探头，一半给等测光器件，实验测试方便简单，照度计可实时检测出等测器件所接收的光照度。3、基本操作说明1、实验之前，J3通过彩排线缆与光通路组件的光源接口相连,连接之后电路部分方可对光源对行控制。光照度计与照度计探头相连（颜色要相对应）2、 BM2拨向上时，光源发光为脉冲光，脉冲宽度由“脉冲宽度调节电位器”进行调节（用于做光敏电阻时间响应特性实验）。3、 BM2拨向下时，光源发光为静态光（除做时间响应特性实验外，其它都使用静态光源）。4、 S1~S7均为二位的拨位开关，拨向上时，所对应的发光二极管亮（除做光谱特性实验外，其它实验都使用白光光源），此时光源对应颜色的光源亮，所对应的波长关系如下表所示：光源红（S1）橙（S2）黄（S3）绿（S4）蓝（S5）紫（S6）指示D10D11D27D28D29D30波长（nm）625~630600~605585~590515~520460~465400~4055、信号测试模块的TP1为电信号的光脉冲，TP2和TP3分别独立与对应的插座相连，用于测试信号。第二章实验指南第二章实验指南一、实验目的1、学习掌握光敏电阻工作原理2、学习掌握光敏电阻的基本特性3、掌握光敏电阻特性测试的方法4、了解光敏电阻的基本应用三、实验内容1、光敏电阻工作原理和结构认知实验2、光敏电阻的暗电阻、亮电阻测试实验；3、光敏电阻的暗电流、亮电流、4、光敏电阻光电流测试实验；4、光敏电阻的伏安特性测试实验5、光敏电阻的光电特性测试实验6、光敏电阻的光谱特性测试实验7、光敏电阻的频率特性测试实验8、精密的暗激发开关电路设计实验设计实验1：光控灯设计实验（选做）设计实验2：光控大门装置设计实验（选做）设计实验3：天明报知装置设计实验（选做）三、实验仪器TOC\o"1-5"\h\z1、光敏电阻综合实验仪 1个2、光通路组件 1套3、光照度计 1台4、2#迭插头对（红色，50cm） 10根5、2#迭插头对（黑色，50cm） 10根6、 三相电源线 1 根7、 实验指导书 1本8、 20M示波器 1台

四、实验原理1.光敏电阻的结构与工作原理光敏电阻又称光导管，它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。无光照时，光敏电阻值（暗电阻）很大，电路中电流（暗电流）很小。当光敏电阻受到一定波长范围的光照时，它的阻值（亮电阻）急剧减小，电路中电流迅速增大。一般希望暗电阻越大越好，亮电阻越小越好，此时光敏电阻的灵敏度高。实际光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧量级，亮电阻值在几千欧以下。光敏电阻的结构很简单，图1（a）为金属封装的硫化镉光敏电阻的结构图。在玻璃底板上均匀地涂上一层薄薄的半导体物质，称为光导层。半导体的两端装有金属电极，金属电极与引出线端相连接，光敏电阻就通过引出线端接入电路。为了防止周围介质的影响，在半??????||||rlRa??????||||rlRaa b c图2-1光敏电阻结构（a）光敏电阻结构；（b）光敏电阻电极；（c）光敏电阻接线图导体光敏层上覆盖了一层漆膜，漆膜的成分应使它在光敏层最敏感的波长范围内透射率最大。为了提高灵敏度，光敏电阻的电极一般米用梳状图案，如图2-1（b）所示。图2-1（c）为光敏电阻的接线图。光敏电阻的主要参数光敏电阻的主要参数有暗电阻光敏电阻在不受光照射时的阻值称为暗电阻，此时流过的电流称为暗电流。亮电阻光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。光电流亮电流与暗电流之差称为光电流。光敏电阻的基本特性伏安特性在一定照度下，流过光敏电阻的电流与光敏电阻两端的电压的关系称为光敏电阻的伏安特性。图2-2为硫化镉光敏电阻的伏安特性曲线。由图可见，光敏电阻在一定的电压范围内，其U曲线为直线。光照特性光敏电阻的光照特性是描述光电流I和光照强度之间的关系，不同材料的光照特性是不同的，绝大多数光敏电阻光照特性是非线性的。图2-3为硫化镉光敏电阻的光照特性。光谱特性光敏电阻对入射光的光谱具有选择作用，即光敏电阻对不同波长的入射光有不同的灵敏度。光敏电阻的相对光敏灵敏度与入射波长的关系称为光敏电阻的光谱特性，亦称为光谱响应。图4为几种不同材料光敏电阻的光谱特性。对应于不同波长，光敏电阻的灵敏度是不同的，而且不同材料的光敏电阻光谱响应曲线也不同。频率特性实验证明，光敏电阻的光电流