光敏电阻特性测试实验
光敏电阻特性测定实验及分析(最全)word资料
光敏电阻特性测定实验及分析(最全)word资料光敏电阻特性测定实验及分析何乾伟1张钰2摘要:随着电子技术的不断发展,光敏电阻作为一种重要的电子元件,由于其具有灵敏度高、反应速度快、体积小和可靠性好等特点而不断被开发,但科学研究以及市场应用对光敏电阻的性能要求也越来越高。
首先简单介绍了光敏电阻的工作原理及主要参数,然后针对光敏电阻的伏安特性和光照特性的测量需要进行了实验设计,完成了对光敏电阻暗电阻、亮电阻、灵敏度、光谱特性、响应时间和频率特性等参数的测量,并分析其中的规律。
关键词:光敏电阻特性分析实验0引言光敏电阻是利用材料或器件的电导率会随外加光源的改变而变化的性质制作的一种不同于普通定值电阻的可变电阻。
由于其灵敏度高、反应速度快、体积小和可靠性好等原因,被广泛运用于各种光控电路之中。
作为一种重要的电子元件,光敏电阻具有许多特性参数。
光敏电阻在无光照的条件下电阻一般很大,当存在光照时,其电阻便会大大下降。
本文针对光敏电阻的伏安特性和光照特性的测量需要进行了实验设计,完成了对光敏电阻暗电阻、亮电阻、灵敏度、光谱特性、响应时间和频率特性等参数的测量,并分析其中的规律,为以后对光敏电阻的研究提供了资料。
1光敏电阻的工作原理及主要参数1.1光敏电阻的工作原理材料或器件受到光照时电导率发生变化的现象称为内光效应。
当光源存在时,发生内光效应,材料或器件吸收的能量使部分价带电子变迁到导带,与此同时,在价带中便形成了空穴,由于载流子个数的增加,材料或器件的导电率也随之增加。
光源消失后,由光子激发产生的电子──空穴对将逐渐复合,光敏电阻的阻值也将恢复原值。
光敏电阻的制作材料为半导体,它是利用内光效应原理而制作的光电元件。
在光照条件下阻值一般会减小,这种现象称之为光导效应。
光敏电阻是一个可变电阻器件,没有极性,在直流电和交流电压下都可以正常工作。
1.2主要参数暗电流:在一定温度下,光敏电阻不受光照时,通过的电流称为暗电流。
光敏电阻特性研究实验报告
课程名称：大学物理实验（一）实验名称：光敏电阻特性研究图3 光敏电阻光照特性光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光（可见光）的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。
在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可图4 无光照时的光敏电阻原理示意图图5 有光照时的光敏电阻原理示意图光敏电阻是一种能够感知光的电子元件，其原理在于光照射到光敏电阻表面时，会激发其中的电子发生跃迁，导致电阻值发生变化。
具体来说，光敏电阻中含有一种半导体材料的物质作为感光元件如硒化铋、硫化镉等，当光线照射到这种材料上时，会让一些电子从价带跃迁到导带，使得电子数量增加，从而导致电阻值降低。
导体材料在没有光照射时，其中的电子处于价带中，不能自由移动。
因此，当光线强度增加时，电阻值就会相应地减小；反之，当光线强度减小或消失时，电阻值则会增大。
4.光敏电阻的伏安特性：光敏电阻在光强一定的情况下（偏振片角度θ不变）时，电阻是一个定值电阻。
根据R = U/I,可得到光强不变时电阻是一条直线，它的斜率就是电阻的阻值。
图1 光敏电阻特性研究实验装置图图2偏振片角度θ=30°时光敏电阻的伏安特性曲线由图可知：直线斜率即为此时的光敏电阻的阻值。
由于电压单位是（V）而电流单位是（mA），根据欧姆定律，其中U的单位是（V），I的单位是（A），故此时光敏电阻阻值为1505Ω。
变形式R=UI3.光敏电阻的光照特性和电阻特性研究表3 光敏电阻电流随相对光照强度变化数据表θ0º10º20º30º40º50º60º70º80º90º图3 光敏电阻光照特性曲线由图可知：电压一定时，当相对光强增大时，电流也逐渐增大。
当相对光照强度达到最大时，电流也取到最大值。
当相对光照强度为0时，电流不为0，但接近0，因为光敏电阻的暗阻较大。
除此之外，实验时电压恒定为2V，故可根据欧姆定律变形式R=UI计算不同相对光照强度时的电阻。
光敏电阻特性研究实验报告
光敏电阻特性研究实验报告光敏电阻是一种能够根据光照强度改变电阻值的元件，它在光敏元件中具有重要的应用价值。
本实验旨在研究光敏电阻的特性，通过实验数据的采集和分析，探讨光敏电阻在不同光照条件下的电阻变化规律，为光敏电阻在实际应用中的选型和设计提供参考依据。
实验一，光照强度对光敏电阻的影响。
在实验室条件下，我们利用可调光源和万用表进行了一系列实验。
首先，我们将光敏电阻置于黑暗环境中，记录下此时的电阻值；随后，逐渐增加光源的亮度，每隔一定时间记录光敏电阻的电阻值。
实验结果表明，光照强度与光敏电阻的电阻值呈现出负相关的关系，即光照强度越大，光敏电阻的电阻值越小。
这一结果与光敏电阻的基本特性相符，也为后续实验提供了重要的数据支撑。
实验二，光敏电阻的响应速度。
为了研究光敏电阻的响应速度，我们设计了一组实验。
在实验中，我们利用光敏电阻和示波器搭建了一个简单的实验电路，通过改变光源的亮度，观察光敏电阻电阻值的变化情况。
实验结果显示，光敏电阻的响应速度较快，当光源亮度发生变化时，光敏电阻的电阻值能够迅速做出相应调整。
这一特性使得光敏电阻在光控自动调节系统中具有广泛的应用前景。
实验三，光敏电阻的温度特性。
在实验室条件下，我们对光敏电阻的温度特性进行了研究。
通过改变环境温度，记录光敏电阻的电阻值，得出了光敏电阻在不同温度下的电阻变化规律。
实验结果表明，光敏电阻的电阻值随着温度的升高而减小，这一特性需要在实际应用中进行合理的温度补偿，以确保系统的稳定性和可靠性。
结论。
通过本次实验，我们深入研究了光敏电阻的特性，并取得了一系列有意义的实验数据。
光敏电阻在光照强度、响应速度和温度特性等方面表现出了一系列重要的特点，这些特性为光敏电阻在光控自动调节系统、光电传感器等领域的应用提供了重要的理论依据。
同时，我们也发现了一些需要进一步深入研究的问题，比如光敏电阻的光谱特性、长期稳定性等方面的研究仍有待深入。
希望通过本次实验，能够为光敏电阻的应用和研究提供一定的参考价值，推动光敏电阻领域的进一步发展和应用。
光敏电阻特性测试实验
光敏电阻特性测试实验一、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、光敏电阻的暗电阻、暗电流测试实验2、光敏电阻的亮电阻、亮电流测试实验3、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、光敏电阻的时间响应特性测试实验三、实验仪器1、光电探测综合实验仪 1个2、光通路组件 1套3、光敏电阻及封装组件 1套4、光照度计 1台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. 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1-1（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金属电极检流计E大。
为了提高灵敏度，光敏电阻的电极一般采用梳状图案， 如图1-1（b ）所示。
图1-1（c ）为光敏电阻的接线图。
2. 光敏电阻的主要参数有：(1) 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。
光敏电阻特性测试实验(精)
光敏电阻特性测试实验一、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、光敏电阻的暗电阻、暗电流测试实验2、光敏电阻的亮电阻、亮电流测试实验3、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、光敏电阻的时间响应特性测试实验三、实验仪器1、光电探测综合实验仪 1个2、光通路组件 1套3、光敏电阻及封装组件 1套4、光照度计 1台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. 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1-1（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金属电极半导体电源检流计R LE I(a)(b)(c)R a玻璃底板大。
为了提高灵敏度，光敏电阻的电极一般采用梳状图案， 如图1-1（b ）所示。
图1-1（c ）为光敏电阻的接线图。
2. 光敏电阻的主要参数 光敏电阻的主要参数有：(1) 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。
光敏电阻基本特性测量
实验报告课程名称：大学物理实验（一）实验名称：光敏电阻基本特性测量
五：数据处理
1、伏安特性：当保持偏振片夹角为0不变时(即光照强度不变)，根据测量得出的电压与电流值绘制电阻的伏安特性曲线，如下图
I/mA
将偏振片夹角变为30°（改变光强）所测得的伏安特性曲线如下图：
I/mA
由图可以得出，当光照不变时，电流随着电压线性增长，在实验误差允许范围内，电阻阻值R=U/I保持不变。
2、光照特性：当保持电阻电压不变时，通过改变偏振片夹角来改变光照强度，选取电压等于2.00V时绘制曲线，如下图：
由图可知，电压不变时，随着光照强度减小电流逐渐变小，而后趋于稳定，相同光照强度下，电压越大，对应光电流越大。
即光敏电阻阻值随光照强度的减小而增大，随光照强度增大而减小。
光敏电阻特性实验报告.doc
光敏电阻特性实验报告.doc一、实验目的通过光敏电阻特性实验掌握光敏电阻的基本性质和特性。
二、实验仪器数字万用表、光源、光敏电阻、稳压电源、电阻箱等。
三、实验原理1、光敏电阻的原理及特性：光敏电阻即是光敏电阻器，是一种光感受元件。
光敏电阻是将半导体材料做成的电阻器，当光照射在半导体上时、光子就会激发半导体内产生的载流子，从而填充其价带和导带，形成电子空穴对。
这些电子空穴对导致了电阻值的变化。
光敏电阻的特点：具有灵敏度高、响应速度快、能量浅等优点。
具有宽波长响应范围，以及随着光照强度的提高，光敏电阻阻值会减小，这种特性称为“阻值下降”。
2、该实验中使用的光敏电阻为CdS电阻，其特点是响应范围为400-800nm波长，特别是在寒冷气候中，其响应速度和稳定性均表现出惊人的性能和耐用性。
四、实验步骤1、连接电路：将CdS光敏电阻两端连接在电阻箱上的白色断路口的3号和5号针脚处；在电路与电源之间串联一块2.5KΩ稳压电源，并将其与外部电源连接。
2、测量电路状态：测量电源电压为9.0V，万用表选择电阻档位并相应选择电流档位，测量此时光敏电阻的阻值。
3、测量光敏电阻特性：用光源照射光敏电阻，测量此时的电压和电阻。
4、更换稳压电源，重复以上步骤。
五、实验数据记录以下实验数据基于步骤3和4中所获得的测量数据。
SerialNo. | E (V) | I (mA) | R (Ω) | U1 (V) | U2 (V) | R (Ω)1 | 9.0 | 5.5 | 1636 | 2.447 | 2.743 | 902 | 12.0 | 7.3 | 1644 | 4.320 | 4.796 | 1043 | 6.0 | 3.68 | 1630 | 1.112 | 1.284 | 32六、实验结果分析1、电源电压试验：可以看出电源电压的增加可使光敏电阻的电阻值增大，说明此时光敏电阻在该电流下的响应能力基本一直。
2、光源亮度测试：可以看出在光源发光强度越大、光照时间越长时，光敏电阻的电阻值会逐渐减小，说明在光的作用下，光敏电阻的电阻值会随光照强度的提高而下降，这种变化程度也越大。
光敏电阻特性测量实验报告
光敏电阻特性测量实验报告光敏电阻特性测量实验报告引言：光敏电阻是一种能够根据光照强度变化而改变电阻值的电子元件。
它广泛应用于光电传感器、光控开关等领域。
本实验旨在通过测量光敏电阻的特性曲线，了解其在不同光照条件下的电阻变化规律。
实验装置：本实验所用的装置包括一个光敏电阻、一个可变电阻、一个电压表、一个电流表和一个光源。
光敏电阻的两个引脚分别连接在电路的两个端点，可变电阻则用于调节电路中的电流。
实验步骤：1. 将实验装置搭建好后，先调节可变电阻，使电路中的电流达到一个适当的范围。
2. 将光源照射在光敏电阻上，并记录下此时的电流和电压值。
3. 逐渐增加光源的亮度，重复步骤2，记录不同光照强度下的电流和电压值。
4. 根据实验数据，绘制光敏电阻的特性曲线。
实验结果与讨论：通过实验测量，我们得到了光敏电阻在不同光照强度下的电流和电压值。
根据这些数据，我们可以绘制出光敏电阻的特性曲线。
特性曲线的形状与光敏电阻的材料和结构有关。
一般情况下，当光照强度增加时，光敏电阻的电阻值会减小，电流值会增大。
这是因为光照能量激发了光敏电阻中的载流子，使其在材料中移动，导致电阻减小。
而当光照强度减小时，电阻值会增加，电流值会减小。
光敏电阻的特性曲线可以用来描述其在不同光照条件下的工作状态。
通过观察特性曲线，我们可以了解到光敏电阻的灵敏度和响应速度。
灵敏度指的是光敏电阻对光照强度变化的响应程度，而响应速度则表示光敏电阻从接收到光照信号到产生响应的时间。
实验中，我们还可以通过改变可变电阻的值，观察光敏电阻的特性曲线是否发生变化。
可变电阻的作用是调节电路中的电流，当电流变化时，光敏电阻的特性曲线也会发生相应的变化。
这可以帮助我们更好地理解光敏电阻的工作原理。
结论：通过本次实验，我们成功测量了光敏电阻的特性曲线，并了解了其在不同光照强度下的电阻变化规律。
光敏电阻的特性曲线可以用来描述其工作状态，帮助我们了解其灵敏度和响应速度。
此外，通过改变可变电阻的值，我们还可以观察到光敏电阻特性曲线的变化。
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光敏电阻特性测试实验
一、实验目的
了解光敏电阻工作原理、光照特性及伏安特性。
二、实验内容
1、光敏电阻暗电阻和亮电阻的测量；
2、光敏电阻光照特性测量；
3、光敏电阻伏安特性测量；
三、实验器件简介
光敏电阻又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；一般情况下入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。
光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。
通常光敏电阻都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。
当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内就激发出电子—空穴对，参与导电，使电路中电流增强。
光敏电阻的主要参数有亮电阻，暗电阻，光电特性，光谱特性，频率特性，温度特性。
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。
没有极性，属于纯电阻器件，使用时可加直流也可以加交流。
用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。
通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法，在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，然后接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。
在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的价带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。
光照愈强，阻值愈低。
入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。
四、实验原理
光敏电阻是用光电导体制成的光电器件，又称光导管。
它是基于半导体光电效应工作的。
当无光照时，光敏电阻值(暗电阻)很大，电路中电流很小。
当光敏电阻受到一定波长范围的光照时，它的阻值(亮电阻)急剧减少，因此电路中电流迅速增加。
光敏电阻的暗电阻越大，亮电阻越小，则性能越好，也就是说，暗电流要小，光电流要大，这样的光敏电阻的灵敏度就高。
实际上，大多数光敏电阻的暗电阻往往超过1M 欧，甚至高达100MΩ，而亮电阻即使在正常白昼条件下也可降到1kΩ以下，可见光敏电阻的灵敏度是相当高的。
光照特性、伏安特性是光敏电阻的基本特性。
（1）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。
（2）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。
五、实验步骤
1、亮电阻和暗电阻测量
（1）图1-1是光敏电阻实验原理图
图1-1 光敏电阻实验原理
（2）首先进行照度的确定，实验使用LED白光源和照度计。
首先保证机箱电源关闭，机箱电源开关在机箱右侧。
将主机箱的恒流源的调节旋钮
逆时针方向慢慢调到底。
用LED连接线将白光LED与恒流源相连，注意红黑插头与恒流源的插孔颜色对应。
将照度计和LED白光源对准，它们上方都有螺纹，将它们旋好。
打开照度计。
打开主机箱电源，顺时针方向慢慢调节恒流源幅度旋钮，使照度计显示1000Lx左右。
（可根据实际情况选择）。
如下图所示：
图1-2 照度计测量连接图
此时，照度已经确定好，关闭电源。
（3）撤下照度计连线及探头，换上光敏电阻。
按照原理图1-1所示连接各器件。
用光电探测连接线，BNC头连接光敏电阻。
另一端红头连接0~20V直流电源+端，另一黑头连接电流表+端。
其他部分按照原理图连接。
可根据实际情况选择串联一电阻，或者不串联。
（4）光敏电阻与光源之间用遮光筒连接（同上图的照度计和光源连接）。
打开电源，调节0～20V电源幅度调节旋钮（参考电压10V，可根据实际情况改变），观察电压表的
读数稳定后，读取电流表的值（亮电流）I
亮和电压表的值U
亮。
（5）将恒流电源的调节旋钮逆时针方向慢慢旋到底后，调节0～20V电源幅度调节旋钮（参考电压10V，可根据实际情况改变），观察电压表的读数稳定后，读取电流表
的值（暗电流）I
暗和电压表的值U
暗。
关闭电源。
（6）根据以下公式，计算亮阻和暗阻
R 亮=U
亮
/I
亮
；R
暗
=U
暗
/I
暗
（7）光敏电阻在不同的照度下有不同的亮阻；在不同的测量电压（U）下有不同的亮阻和暗阻。
可根据实验需要，测量其他照度或电压下的亮阻和暗阻。
2、光照特性测量
光敏电阻的测量电压（U）固定时，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。
调节恒流电源得到不同的光照度(测量方法同以上实验)，测得数据填入表1-1，并作曲线图。
表1-1
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，根据表1-2，给定光照度，调节0～20V电压（由电压表监测），测得流过光敏电阻的电流，记录数据填入表1-2，并作不同照度下的三条伏安特性曲线。
表1-2
六、实验报告
1、分析光敏电阻的工作原理；
2、分析光敏电阻的光照特性，并画出光照特性曲线；
3、分析光敏电阻的伏安特性，并画出伏安特性曲线；
七、思考题
为什么光敏电阻的电极做成梳状？。