CSY—2000G实验指南 11
实验二 光敏电阻实验
一、 实验目的：
了解光敏电阻的光谱响应特征、光照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：
CSY—2000G主机箱、光源、滤色片、 光电器件实验（一）模板 、cds光敏电阻、光照度探头。 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
图2-1 光敏电阻实验原理图
（2） 按图2-1的光学系统装置图，安装好普
通光源和光照度计探头及遮光筒，将主机箱的0~12V的可调电源与普通光源的两个插孔相连，将可调电源的调节旋钮逆时针方向慢慢调到底。将照度计探头的两个插孔与主机箱照度计输入端“+”、“─”相应连接。打开主机箱电源，顺时针方向慢慢增加0~12V可调电源，使主机箱照度计显示100LX（按下按钮×1）。
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图2-2光敏电阻实验接线图
（3） 撤下照度计连线及探头，换上光敏电阻。将光敏电阻的一个插孔连到主机箱固定
稳压电源+5V的“+”插孔上。光敏电阻的另一个插孔连到主机箱电流表输入端的“+”插孔上，电流表输入端“─”插孔与+5V稳压电源的“┴”相连。
（4） 在光敏电阻与光源之间用遮光筒连接后，10秒钟左右（可观察主机箱上的定时器）
读取电流表（可选择电流表合适的档位20mA档）的值为亮电流I亮。
（5） 将0~12V可调电源的调节旋钮逆时针方向慢慢旋到底后，10秒钟左右读取电流表
（20μA档）的值为暗电流I暗。
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（6） 根据以下公式，计算亮阻和暗阻（照度100LX 、U测5V）
R亮=U测 / I亮 ； R暗=U测 / I暗
（7） 光敏电阻在不同的照度下有不同的亮阻和暗阻；在不同的测量电压（U测）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
光敏电阻的测量电压（U
测）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。调节光源0~12V电压得到不同的光照度(测量方法同以上实验)，测得数据填入表2—1，并作曲线图。表2—1
强度（LX） 电流mA I
光照度 （LX）
图2—3光敏电阻光照特性实验曲线
3、伏安特性测量
在一定的光照强度下，光电流随外加电压的变化而变化，测量时，在给定光照强度100LX时，光敏电阻输入0-5V可调电压，调节0-5V电压（由电压表监测），测得流过光敏电阻的电流,测得数据填入表2-2，并作不同照度的三条伏安特性曲线。
表2-2
型号：MT5528 照 度 LX 100 300 500 电压（U） 电流（mA） 电流（mA） 电流（mA） 1.25 2 3 4 5 100 300 500 700 900 1100 1300 1500 CSY—2000G实验指南 14
光电流
VCC
图2—4光敏电阻伏安特性
4 、光谱特性测量
（1）光敏电阻对不同波长的光，接收的光灵敏度是不一样的，这就是光敏电阻的光谱特性。实验时线路接法同图2-2，在光路装置中先用照度计窗口对准遮光筒，然后撤下光源前盖,更换不同的滤光片，得到对应各种颜色的光。作光谱特性时，需调节光源强度（调0—12V电压），得到相同的照度。光敏电阻在某一固定工作电压下（+5V），在同一照度下（例如100LX），在不同波长（颜色）时测量流过光敏电阻的电流值，就可作出其
光源特性曲线。实验数据如下表所示：
表2-3
颜色 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 波长 (nm) 650 610 570 530 480 450 400 型号MT5528 100LX照度下的电流
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实验三 光敏二极管的特性实验
一、 实验目的：
了解光敏二极管工作原理及光生伏特效应。 二、 基本原理：
光敏二极管和光电池均是一种光伏探测器。利用了Pn结的光伏效应，对光伏探测器总的伏安特性可表达为
i=iD-iφ=iso[exp(eu / kBT)-1]-iφ
式中i中是流过探测器总电流，iso二极管反向电流，e是电子电荷，u是探测器两端电压，kB为玻耳兹曼常数，T器件绝对温度。
光敏二极管的具有光生伏特效应，当入射光的强度发生变化，通过光敏二极管的电流随之变化，于是在光敏二极管的二端电压也发生变化。光照时导通，光不照时，处于截止状态，并且光电流和照度成线性关系。 三、 需用单元器件：
光敏器件实验（一）模板、主机箱、光敏二极管、光源、光照度计探头、滤色片 四、 实验步骤：
光电技术实验指南
