光敏三极管特性测试
5光敏三极管的特性实验
5光敏三极管的特性实验光敏三极管是一种利用光做为输入信号的三极管，主要用于探测光信号，转换为电信号。
它具有响应速度快，灵敏度高，结构简单，易于集成成模组等优点，被广泛应用于照相机、安防系统、遥控器、光电显示等领域中。
为了更好地了解光敏三极管的特性，我们进行了如下实验。
实验材料和仪器：1. 光敏三极管；2. 电源；3. 电压表；4. 万用表；5. 暗盒；6. 白炽灯；7. 紫外线灯。
实验内容和步骤：1. 测量光敏三极管的电阻；将光敏三极管连接到万用表上，设置为电阻档，读取其电阻值。
将光敏三极管放入暗盒中，再次测量其电阻值。
记录测量结果。
2. 测量光敏三极管的响应时间；将光敏三极管连接到电源上，设置为直流模式，调整电压值。
将光敏三极管放置在黑色纸片下方的端点上，使用白炽灯照射光敏三极管，同时记录光照射后响应灯的开启时间。
重复该步骤，使用紫外线灯照射光敏三极管，并记录响应时间。
分别计算出光敏三极管对不同波段的响应时间。
光敏三极管在不同光强下的电阻值如下表所示：光强/照射条件电阻值普通光敏三极管10MΩ左右在暗盒内150kΩ左右由此可见，在照射条件下，光敏三极管的电阻值明显低于在暗盒中的电阻值。
在使用白炽灯时，光敏三极管的响应时间为2ms左右，在使用紫外线灯时，光敏三极管的响应时间为1ms左右。
由此可见，在紫外线波段下，光敏三极管具有更高的响应速度。
结论：通过以上实验可知，光敏三极管具有较高的响应速度和灵敏度，可以较快地转换光信号为电信号，具有很好的应用前景。
另外，在紫外线光波段下，光敏三极管表现出了更好的灵敏度和响应速度，光敏三极管可以根据需求选择适当波段使用。
光敏二、三极管的光电性能研究和光电倍增管特性实验资料
物电学院综合与设计性实验方案(学生)姓名潘虹吉学号1430140518 2016 年12 月日实验课程名称电子与光电子材料学院专业材料科学与工程实验项目名称光敏二、三极管的光电性能研究和光电倍增管特性实验实验班级2014级1班实验项目类型探究型实验方案编写人潘虹吉项目合作人员罗刚实验地点实训楼实验时间2016.12.指导教师审阅范强老师实验员曹进老师一、目的与要求综述：光敏二、三极管的光电性能研究目的：1．掌握光敏二、三极管的原理和特性2．利用DH-CGOP1光电传感器设计实验仪、万用表等测试光敏二、三极管的伏安特性曲线；3.利用DH-CGOP1光电传感器设计实验仪、万用表等测试光敏二、三极管的光照特性曲线；光电倍增管特性实验目的：1.了解光电倍增管的基本特性，学习光电倍增管基本参数的测量方法。
2.掌握暗电流的测量方法；3.光电倍增管放大倍数的计算；4.掌握光电倍增管光电特性测量；二、主要实验原理、内容与步骤：1.光敏二极管工作原理光敏二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。
它的核心部分也是一个PN结，和普通二极管相比，在结构上不同的是，为了便于接受入射光照，PN结面积尽量做的大一些，电极面积尽量小些，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。
光敏二极管是在反向电压作用之下工作的。
没有光照时，反向电流很小（一般小于0.1微安），称为暗电流。
当有光照时，携带能量的光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子---空穴对，称为光生载流子。
它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也。
光敏三极管
光敏三极管光敏三极管和普通三极管相似，也有电流放大作用，只是它的集电极电流不只是受基极电路和电流控制，同时也受光辐射的控制。
通常基极不引出，但一些光敏三极管的基极有引出，用于温度补偿和附加控制等作用。
当具有光敏特性的PN 结受到光辐射时，形成光电流，由此产生的光生电流由基极进入发射极，从而在集电极回路中得到一个放大了相当于β倍的信号电流。
不同材料制成的光敏三极管具有不同的光谱特性，与光敏二极管相比，具有很大的光电流放大作用，即很高的灵敏度。
光敏三极管的伏安特性测量图3 光敏三极管特性测试实验（1）按原理图3接好实验线路，将光敏三极管板置测试架中、电阻盒置于九孔插板中，电源由直流恒压源提供，光源电（可调）。
（2）先将可调光源调至相对光强为“弱光”位置，每次在一定光照条件下，测出加在光敏三极管的偏置电与产生的光电流I C的关系数据。
其中光电流 (l.0为取样电阻R）。
硅光电池硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件。
它的结构很简单，核心部分是一个大面积的PN 结，把一只透明玻璃外壳的点接触型二极管与一块微安表接成闭合回路，当二极管的管芯(PN结)受到光照时，你就会看到微安表的表针发生偏转，显示出回路里有电流，这个现象称为光生伏特效应。
硅光电池的PN结面积要比二极管的PN结大得多，所以受到光照时产生的电动势和电流也大得多。
1）硅光电池的伏安特性测量图4硅光电池特性测试电路（1）实验线路见图4，电阻箱调到0Ω。
（2）先将可调光源调至相对光强为“弱光”位置，每次在一定的照度下，测出硅光电池的开路电压U oc和短路电流I S，其中短路电流为（取），以后逐步调大相对光强（次），重复上述实验。
光电二三极管特性测试实验报告
光敏二极管特性测试实验一、实验目的1.学习光电器件的光电特性、伏安特性的测试方法；2.掌握光电器件的工作原理、适用范围和应用基础。
二、实验内容1、光电二极管暗电流测试实验2、光电二极管光电流测试实验3、光电二极管伏安特性测试实验4、光电二极管光电特性测试实验5、光电二极管时间特性测试实验6、光电二极管光谱特性测试实验7、光电三极管光电流测试实验8、光电三极管伏安特性测试实验9、光电三极管光电特性测试实验10、光电三极管时间特性测试实验11、光电三极管光谱特性测试实验三、实验仪器1、光电二三极管综合实验仪 1个2、光通路组件 1套3、光照度计 1个4、电源线 1根5、2#迭插头对（红色，50cm） 10根6、2#迭插头对（黑色，50cm） 10根7、三相电源线 1根8、实验指导书 1本四、实验原理1、概述随着光电子技术的发发展,光电检测在灵敏度、光谱响应范围及频率我等技术方面要求越来越高，为此，近年来出现了许多性能优良的光伏检测器，如硅锗光电二极管、PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）等。
光敏晶体管通常指光电二极管和光电三极管，通常又称光敏二极管和三敏三极管。
光敏二极管的种类很多，就材料来分，有锗、硅制作的光敏二极管，也有III－V族化合物及其他化合物制作的二极管。
从结构我来分，有PN结、PIN结、异质结、肖特基势垒及点接触型等。
从对光的响应来分，有用于紫外光、红外光等种类。
不同种类的光敏二极管，具胡不同的光电特性和检测性能。
例如，锗光敏二极管与硅光敏二极管相比，它在红外光区域有很大的灵敏度，如图所示。
这是由于锗材料的禁带宽度较硅小，它的本征吸收限处于红外区域，因此在近红外光区域应用；再一方面，锗光敏二极管有较大的电流输出，但它比硅光敏二极管有较大的反向暗电流，因此，它的噪声较大。
又如，PIN型或雪崩型光敏二极管与扩散型PN结光敏二极管相比具有很短的时间响应。
因此，在使用光敏二极管进要了解其类型及性能是非常重要的。
实验三 光电三极管特性测试及其变换电路
实验三光电三极管特性测试及其变换电路实验目的、学习掌握光电三极管的工作原理2、学习掌握光电三杨管的基本特性掌掘光电三极管特性测试的方法4、了解光电三极管的基本应用二、实验内容1、光电三极管光电流测试实验2、光电三极管伏安特性测试实验3、光电三极管光电特性测试实验4、光电三极管时间特性测试实验5、光电三极管光谱特性测试实验三、实验仪器1、光电器件和光电技术综合设计平台1台2、光源驱动模块1个3、负载模块1个1、光通路组件1套5、光电三极管及封装组件1套6、2#迭插头对(红色，50cm) 10根7、2#迭插头对(黑色，50cm) 10根8、示波器1台四、实验原理光电三极管与光电二极管的工作原理基本相同，工作原理都是基于内光电效应，和光敏电阻的差别仅在于光线照射在半导体PN结上，PN结参与了光电转换过程。
光敏三极管有两个PN结，因而可以获得电流增益，它比光敏二极管具有更高的灵敏度。
其结构如图3-1 (a)所示。
当光敏三极管按图3-1 (b) 所示的电路连接时，它的集电结反向偏置，发射结正向偏置，无光照时仅有很小的穿透电流流过，当光线通过透明窗口照射集电结时，和光敏二极管的情况相似，将使流过集电结的反向电流增大，这就造成基区中正电荷的空穴的积累，发射区中的多数载流子(电子)将大量注人基区，由于基区很薄，只有一小部分从发射区注入的电子与基区的空穴复合，而大部分电子将穿过基区流向与电源正极相接的集电极，形成集电极电流。
这个过程与普通三极管的电流放大作用相似，它使集电极电流是原始光电流的(1+B )倍。
这样集电极电流将随入射光照度的改变而更加明显地变化。
在光敏二极管的基础上，为了获得内增益，就利用了晶体三极管的电流放大作用，用Ge 或Si单晶体制造NPN或PNP型光敏三极管。
其结构使用电路及等效电路如图4所示。
光敏三极管可以等效一个光电二极管与另一个-般晶体管基极和集电极并联:集电极基极产生的电流，输入到三极管的基极再放大。
光敏三极管
光敏三极管的特性研究一、光照特性二、伏安特性三、光谱响应特性◆实验目的掌握光敏三极管的结构、原理及光照特性、伏安特性和光响应特性◆实验仪器用具CSY-2000G主机箱、发光二极管、滤色片、光电器件实模板、光敏三极管、光照度探头；◆实验原理在光敏二极管的基础上，为了获得内增益，就利用晶体三管的电流放大效应制造光敏三极管，光敏三极管可以等效一个光电二极管与一个晶体管基极集电极并联。
实验原理图等效电路图◆光敏三极管的光照特性就是当光敏三极管的测量电压为+5V时，光敏三极管的光电流随着光照强度的变化而变化，即调节照度，测量对应的电流◆实验数据照度04080120160200LX00.110.220.390.56 1.11电流mA光照特性曲线图◆实验结论◆由图可以看出，光敏三极管的光照特性曲线不是严格线性的，其流过三极管的电流随着照度的增加而增大，且增大的速率也越来越快。
◆光敏三极管的伏安特性就是在一定的光照强度下，光电流随外加电压的变化而变化，即当照度一定时，调节电压，测量电流大小◆实验数据电压U1.32345照度（ＬＸ）100电流mA0.270.280.280.290.29200电流mA0.870.880.900.910.92◆100Lx 光电三极管伏安特性曲线图◆200Lx光电三极管伏安特性曲线图◆光电三极管伏安特性曲线图◆实验结论：随照度增加，光敏三极管的伏安特性曲线逐渐变密，且电压对光电流的影响没有照度那么大◆光电三极管的光谱响应特性◆光敏三极管对不同波长的光的接收灵敏度不一样，它有一个峰值响应波长，当入射光的波长大于响应波长时，相对灵敏度就会下降，光子能量太小，不足以激发电子空穴对，当入射光的波长小于波长时，相对灵敏度也会下降，由于光子在半导体表面附近就被吸收◆光谱响应特性：光敏三极管的灵敏度与辐射波长的关系，即当照度一定时，测量不同波长的光对光电流的影响◆实验数据波长nm400480530570610660照度（LX 10电流mA00.020.010.010.020.03 50电流00.130.080.090.110.18光敏三极管光谱响应特性曲线图实验结论：照度越大，光敏三极管对波长的灵敏度就越明显谢谢观赏Company Logo。
光电二三极管特性测试实验
实验系列三、光敏二三极管特性测试实验实验仪说明1、电子电路部分结构分布电子电路部分功能说明（1）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。
（2）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。
（3）固定电阻值：RL1=100Ω， RL2=200Ω， RL3=510Ω，RL4=1KΩ， RL5=2KΩ， RL6=5.1KΩ,RL7=10KΩ， RL8=20KΩ， RL9=51KΩ,RL10=100KΩ， RL11=200KΩ， R12=510KΩ,RL13=1MΩ， RL14=10MΩ， RL15=20MΩ,（４）直流电源：0～12V可调，“0～12V”为直流电源的正极，另一端为负极。
（５）信号测试单元：TP1：与T1直接相连TP2：与T2直接相连TP ：光脉冲调制信号测试端注：信号测试单元的GND与直流电源0～12V不共地。
2、光通路组件图1 光电二三极管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。
光器件输出端：红色——光电二极管“P”极或“E”极黑色——光电二极管“N”极或“C”极一、实验目的1、学习掌握光敏二、三极管的工作原理2、学习掌握光敏二、三极管的基本特性3、了解光敏二、三极管应用差异4、掌握光敏二、三极管特性测试的方法5、了解光电二极管及光电三极管的基本应用二、实验内容1、光电二极管暗电流测试实验2、光电二极管光电流测试实验3、光电二极管伏安特性测试实验4、光电二极管光电特性测试实验5、光电二极管时间特性测试实验6、光电二极管光谱特性测试实验7、光电三极管光电流测试实验8、光电三极管伏安特性测试实验9、光电三极管光电特性测试实验10、光电三极管时间特性测试实验11、光电三极管光谱特性测试实验设计实验1：简易光功率计设计实验三、实验仪器1、光电二三极管综合实验仪 1个2、光通路组件 1套3、光照度计 1个4、电源线 1根5、2#迭插头对（红色，50cm） 10根6、2#迭插头对（黑色，50cm） 10根7、三相电源线 1根8、实验指导书 1本四、实验原理1、概述随着光电子技术的发展,光电检测在灵敏度、光谱响应范围及频率我等技术方面要求越来越高，为此，近年来出现了许多性能优良的光伏检测器，如硅锗光电二极管、PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）等。
如何检测光敏三极管
光敏晶体管原称光电三极管。光敏晶体管是靠光的照射强弱来控制电流的器件。它呵等效看作一个光敏二极管与一只晶体管的结合，所以它具有放大作用，
光敏晶体管的检测可从外观上检查，靠近管键（凸起）或较长的一个引脚是发射极e，离管键较远或较短的另一引脚是集电极c×1 kΩ档，两表笔正、反向各测两引脚一次，所测的阻值应均为无穷大。对于NPN 型管子，红表笔接发射极e，黑表笔接集电极c，移去遮光布，这时表针应向右偏转，阻值由无穷大向阻值小的方向偏转至15～35 kΩ 左右，则说明光敏晶体管是正常的。偏转的角度越大，其灵敏度越高。若表针没有偏转仍在无穷处或阻值为零，说明该管已开路或短路损坏。
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实验三光敏三极管特性测试
一:实验原理：
光敏三极管是具有NPN或PNP结构的半导体管，结构与普通三极管类似。
但它的引出电极通常只有两个，入射光主要被面积做得较大的基区所吸收。
光敏三极管的结构与工作电路如图（11）所示。
集电极接正电压，发射极接负电压。
二:实验所需部件：
光敏三极管、稳压电源、各类光源、电压表（自备4 1/2位表）、微安表、负载电阻
三:实验步骤：
1、判断光敏三极管C、E极性，方法是用万用
表欧姆20M测试档，测得管阻小的时候红表
棒端触脚为C极，黑表棒为E极。
2、暗电流测试：
按图（11）接线，稳压电源用±12V，调整
负载电阻RL阻值，使光敏器件模板被遮光罩盖
住时微安表显示有电流，这即是光敏三极管的暗
电流，或是测得负载电阻RL上的压降V暗，暗
电流LCEO=V暗/RL。
（如是硅光敏三极管，则
暗电流可能要小于10-9A，一般不易测出。
3、光电流测试：
取走遮光罩，即可测得光电流I光，通过实验比较可以看出，光敏三极管与光敏二极管相比能把光电流放大（1+HFE）倍，具有更高的灵敏度。
1、伏安特征测试：
光敏三极管在给定的光照强度与工作电压下，将所测得的工作电压Vce与工作电流记录，工作电压可从+4V~+12V变换，并作出一组V/I曲线。
2、光谱特性测试：
对于一定材料和工艺制成的光敏管，必须对应一定波长的入射光才有响应。
按图（11）接好光敏三极管测试电路，参照光敏二极管的光谱特性测试方法，分别用各种光照射光敏三极管，测得光电流，并做出定性的结论。
3、光电特性测试：
图（12）光敏三极管的温度特性图（13）光敏三极管的光电特性曲线
在外加工作电压恒定的情况下，照射光通量与光电流的关系见图（13），用各种光源照射光敏三极管，记录光电流的变化。
4、温度特性测试：
光敏三极管的温度特性曲线如图（12）所示，试在图（11）的电路中，加热光敏三极管，观察光电流随温度升高的变化情况。
思考题：光敏三极管工作的原理与半导体三极管相似，为什么光敏三极管有两根引出电极就可以正常工作？
光敏三极管对不同光谱及光强的响应
一:实验原理：
在光照度一定时，光敏三极管输出的光电流随波长的改变而变化，一般说来，对于发射与接收的光敏器件，必须由同一种材料制成才能有此较好的波长响应，这就是光学工程中使用光电对管的原因。
二:实验所需部件：
光敏三极管、发光二极管（包括红外发射管、各种颜色的LED）、试件插座、直流稳压电源、电压表（自备4 1/2位）
三:实验步骤：
1、按图（14）接好光敏三极管测试电路，电路中的光敏三极管为红外接收管，电
路中的光源采用红外发光二极管，必须注意发光二极管的接线方向。
发光二极管的光都是通过顶端的透镜发射的，因此实验时必须注意二极管与三极管的相对位置。
(顶端透镜相对)
2、接好如图（15）所示的发光二极管电路，注意发光二极管限流电阻阻值的调节，
发光二极管可插在试件插座上。
实验中发光电路可用多种颜色的LED。
3、用黑色胶管将发光二极管与光敏三极管对顶相连，并用遮光罩将它们罩住，如
果光谱一致的话则测试电路输出端信号变化较大，反之则说明发射与接收不配对，需更换发光源。
4、调整发光二极管发光强度（可调节电位器）或改变与光敏管的相对位置，重复
上述实验。
四:注意事项：
发光二极管限流电阻一定不能太小，否则将损坏发光源。