1光敏电阻特性参数及其测量

实验2.1 光敏电阻特性参数及其测量

1. 实验目的

通过本实验，认识并学习光敏电阻，掌握光敏电阻的基本工作原理、暗电阻、亮电阻、光照特性等基本参数及其测量方法。

2. 实验器材

①光电平台主机1台；

②LED光源实验装置1个；

③发光二极管R、G、B、W四色各1个；

④光敏电阻1个；

⑤光电探测实验装置1个；

⑥表座3个；

⑦光电器件支杆3个；

⑧连接线20条；

⑨照度计探头1个；

3.实验原理

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的强弱而改变的电阻器。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禁带宽度，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—空穴对将复合，光敏电阻的阻值也就恢复原值。在光敏电阻两端的金属电极加上电压，其中便有电流通过，受到波长的光线照射时，电流就会随光强的而变大，从而实现光电转换。

4. 实验步骤

（1）元件组装

①将光敏电阻牢固地安插在光电探测实验装置上，将延长接圈拧到装置上，使光敏电阻固定不动且与装置同轴，从光敏电阻实验装置后面引出正负两个电极。

②将LED发光二极管（白色）牢固地安插在LED光源装置上，二极管的长脚插入白色螺钉一侧的插孔内（正极），短脚插入黑色螺钉一侧的插孔内（负极）。将延长接圈拧到装置上，让LED固定不动且与装置同轴。光源装置后面引出正负两个电极。

③将光源装置与光敏电阻实验装置相对安装在一起，使LED发出的光恰好被光敏电阻所接收，并能够排除外界杂光的干扰为最好。

④将照度计探头用支撑杆安装在导轨上。

（2）测量光敏电阻的亮电阻

①将LED实验装置按照如图1.3-4所示搭建LED供电电路，其中电流表量程为20mA。

②将光电探测实验装置按照如图1.3-5所示搭建光敏电阻亮电阻测量电路，其中电源+12V电流表量程为200mA，电压表量程为20V。

511K LED

图1.3-4 LED 供电电路

电路连接好后，打开平台电源开关，20V

数字电压表、200mA 数字电流表将测出光敏电阻的电源电压U bb 值、电流I P 值。20mA 数字电流表将测出流过LED 发光二极管的电流I LED ，当调整LED 供电电路中的1k Ω电位器时，LED 电流随之改变，光敏电阻的电流I P 也随之改变，将光敏电阻移开，把照度计探头与LED 光源相对安放，测量出此时LED 的照度。调整电位器，多测几组数据，将测出的数据填入表中。电源电压U bb 与流过光敏电阻的电流I p 之比即为光敏电阻的亮电阻R L ，计算出亮电阻的阻值填入表中。

（3）测量光敏电阻的光照特性

根据表1.3-2中的数据，在直角坐标系中画出Ev －R L 关系曲线，即为光敏电阻的光照特性曲线。

5. 数据处理 ①光敏电阻亮电阻的测量

图1.3-5光电二极管实验电路