1光敏电阻特性参数及其测量
光敏电阻基本特性测量实验报告
6
八、实验结果与讨论：
指导教师批阅意见：
成绩评定：
预习
思考题
操作及记录
报告整体
（20 分）
（40 分） 数据处理与结果陈述 30 分
10 分
印象
总分
备注：
指导教师签字： 年月日
注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。 2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后 10 日内。
的光电元件，当内光电效应发生时，固体材料吸收的能量使部分价带电子迁移到导带，同时
在价带留下空穴，由于材料中载流子数目增加，材料的电导率增加，电导率的改变量为
pep nen
(1)
式中 e 为电荷电量，△P 为空穴浓度的改变量，△n 为电子浓度的改变量，μ Ρ 为空穴的
转移率，μ n 为电子的迁移率。
着照度的变化而改变的规律称为光照特性。不同类型的光敏电阻的光照特性不同，光照之间会呈现非线性关系。其他照度区域近似呈线性
关系不同类型的光敏电阻的光照特性不同，但大多数光敏电阻的光照特性是非线性的。
本实验光敏电阻得到的光照φ 由一对偏振片来控制。当偏振片的夹角为 α 时，光照φ 为
Φ =φ 0Dcos²α
(3)
其中，φ 0 为不加偏振片时的光照，D 为两偏振片平行时的透明度。
2
三、实验仪器：
本仪器是一种测量光敏电阻基本特性的实验装置，包括伏-安特性和光照特性。结构如图 （一）所 示，在导轨上安置五个磁力滑座，分别将光源、两个聚光镜、偏振器、接收器插入 滑座內。打开光源，调整聚光镜，使平行光均匀入射到偏振片上，调整 聚光镜及接收器使它 们处于同一光轴。旋转偏振器的手轮刻度为零时通过的光能最强、刻度为 90°时通过的光能 最弱。通过旋转手轮改变入射到接收器的光强。根据光敏电阻特性：在 一定照度下测量光敏 电阻的电压与光电流的关系；在一定工作电压下，测量光敏电阻的照度与光电流的关系。
光敏电阻基本特性及主要参数的测试
光敏电阻基本特性及主要参数的测试光敏电阻（Photocell）是一种基于光敏效应的传感器，其电阻值随光照强度的变化而变化。
它广泛应用于光控系统、照度计、曝光计、光敏开关等领域。
为了评估光敏电阻的性能，我们需要测试其基本特性和主要参数。
首先，我们需要测试光敏电阻的光敏特性，也就是其电阻值与光照强度之间的关系。
这可以通过将光敏电阻连接到一个恒定电压源上，然后使用一个光源以不同的光照强度照射它，并测量电阻值。
这样我们可以得到光敏电阻的响应曲线，即电阻值与光照强度的关系曲线。
通常，我们使用一个光照度计来提供可靠的光照强度测量。
其次，我们需要测试光敏电阻的光谱特性，也就是其对不同波长的光的响应。
这可以通过使用不同波长的光源进行测试。
我们可以使用一个光谱分析仪来测量光敏电阻在不同波长下的响应，并绘制光谱响应曲线。
这将帮助我们了解光敏电阻在不同光谱范围内的工作效果。
除了光敏特性和光谱特性，还有一些其他重要的参数需要测试。
其中一个是光敏电阻的响应时间。
响应时间是指光敏电阻从光照变化到实际电阻变化所需的时间。
我们可以通过使用一个快速的光源以不同频率照射光敏电阻，并测量其响应时间来测试这个参数。
另一个重要的参数是光敏电阻的灵敏度。
灵敏度是光敏电阻对光照强度变化的敏感程度。
可以通过改变光照强度，然后测量光敏电阻的电阻值的变化来测试灵敏度。
此外，还有一些其他参数也需要测试，例如光敏电阻的线性度、温度特性、稳定性等等。
这些参数可以通过使用不同光照强度和温度，然后测量光敏电阻的电阻值来测试。
总之，测试光敏电阻的基本特性和主要参数是非常重要的，它们可以帮助我们了解光敏电阻的性能和适用范围。
通过这些测试，我们可以选择合适的光敏电阻，并优化光敏电阻的应用。
实验一光敏电阻特性测量实验
光电子技术基础实验报告实验题目光敏电阻特性测量实验日期2020.09.04 姓名组别04 班级18B 学号【实验目的】1、了解光敏电阻的工作原理和使用方法；2、掌握光强与光敏电阻电流值关系测试方法；3、掌握光敏电阻的光电特性及其测试方法；4、掌握光敏电阻的伏安特性及其测试方法；5、掌握光敏电阻的光谱响应特性及其测试方法；6、掌握光敏电阻的时间响应特性及其测试方法。
【实验器材】光电技术创新综合实验平台一台特性测试实验模块一块光源特性测试模块一块连接导线若干【实验原理】光敏电阻在黑暗的室温条件下，由于热激发产生的载流子使它具有一定的电导，该电导称为暗电导，其倒数为暗电阻，一般的暗电导值都很小（或暗电阻阻值都很大）。
当有光照射在光敏电阻上时，电导将变大，这时的电导称为光电导。
电导随光照量变化越大的光敏电阻，其灵敏度就越高，这个特性就称为光敏电阻的光电特性，也可定义为光电流与照度的关系。
光敏电阻在弱辐射和强辐射作用下表现出不同的光电特性（线性和非线性），实际上，它的光电特性可用在“恒定电压”下流过光敏电阻的电流IP ，与作用到光敏电阻上的光照度 E 的关系曲线来描述，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。
光敏电阻的本质是电阻，因此它具有与普通电阻相似的伏安特性。
在一定的光照下，加到光敏电阻两端的电压与流过光敏电阻的亮电流之间的关系称为光敏电阻的伏安特性。
光敏电阻的符号和连接【实验注意事项】1、打开电源之前，将“电源调节”处旋钮逆时针调至底端；2、实验操作中不要带电插拔导线，应该在熟悉原理后，按照电路图连接，检查无误后，方可打开电源进行实验；3、若照度计、电流表或电压表显示为“1＿”时说明超出量程，选择合适的量程再测量；4、严禁将任何电源对地短路。
5、仪器通电测试前，一定要找老师检查后方可通电测试。
【主要实验步骤】基础实验：组装好光源、遮光筒和光探结构件，如下图所示：1、打开台体电源，调节照度计“调零”旋钮，至照度计显示为“000.0”为止。
实验一_光敏电阻特性参数及其测量
硅光电池常有 3 种偏置方式，即自偏置、零伏偏置与反向偏置。在不同偏置下，硅光电池表现出不同 的特性（“光电技术” 3.2.3 节对其进行了详细的叙述）。通过典型光电池的各种偏置电路的实验，掌握这 些特性对正确选用硅光电池的偏置电路是非常重要。
2. 实验内容
12
180
12
200
测量公式 RL=Ubb/Ip
二、光敏电阻光照特性测量
利用 YHGD1 型光电实验平台和图 21 所示的测量电路可以测量光敏电阻的光照特性。首先将发光二 极管发出的光用照度计标定出发光管电流 If 与受光面照度 Ev 间的关系，然后，将光敏电阻的光敏面置于照 度计标定的受光面上。通过改变发光管电流 If 获得一族光照度及其所对应的阻值 Rp。将 If 与阻值 Rp 分别 用直角坐标与以 10 为底的对数坐标画出光照特性曲线，比较二曲线，分析它们的特点。
当停止辐射时，由于光敏电阻体内的光生电子和光生电荷需要通过
复合才能恢复到辐射作用前的稳定状态，而且随着复合的进行，光生载流子数密度在减小，复合几率在下
降，所以，停止辐射的过渡过程要远远大于入射辐射的过程。停止辐射时光电导率和光电流的变化规律可
表示为
2. 时间响应的测量
Ds
=
Ds 0
1 1+ t /t
实验一 光敏电阻特性参数及其测量
1. 实验目的：
通过光敏电阻特性参数的测量实验，学习光敏电阻的基本工作原理；掌握光敏电阻的光照特性、时间 响应特性和伏安特性等基本特性。达到能够选用光敏电阻进行光电检测的目的。
2. 实验仪器：
1） YHGDSⅠ型光电实验平台主机系统； 2） YHGDSⅠ型光电实验平台系统所提供的配件；
光敏电阻的主要参数与特性(精)
光敏电阻的主要参数与特性1.光敏电阻的主要参数（1）暗电阻◆光敏电阻在不受光时的阻值称为暗电阻，此时流过的电流称为暗电流。
（2）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。
（3）光电流◆亮电流与暗电流之差称为光电流。
2．光敏电阻的基本特性（1）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。
硫化镉光敏电阻的伏安特性（2）光谱特性◆光敏电阻的相对光敏灵敏度与入射波长的关系称为光谱特性，亦称为光谱响应。
下图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。
光敏电阻的光谱特性（3）光照特性◆光敏电阻的光照特性是光敏电阻的光电流与光强之间的关系，如图8-10所示。
◆由于光敏电阻的光照特性呈非线性，因此不宜作为测量元件，一般在自动控制系统中常用作开关式光电信号传感元件。
光敏电阻的光照特性（4）温度特性◆光敏电阻受温度的影响较大。
当温度升高时，它的暗电阻和灵敏度都下降。
◆温度变化影响光敏电阻的光谱响应，尤其是响应于红外区的硫化铅光敏电阻受温度影响更大。
下图为硫化铅光敏电阻的光谱温度特性曲线。
硫化铅光敏电阻的光谱温度特性曲线（5）光敏电阻的响应时间和频率特性◆实验证明，光电流的变化对于光的变化，在时间上有一个滞后，通常用时间常数t来描述，这叫做光电导的弛豫现象。
所谓时间常数即为光敏电阻自停止光照起到电流下降到原来的63%所需的时间，因此，t越小，响应越迅速，但大多数光敏电阻的时间常数都较大，这是它的缺点之一。
下图所示为硫化镉和硫化铅的光敏电阻的频率特性。
光敏电阻的频率特性。
光敏电阻基本特性及主要参数的测试
光敏电阻特性测试及分析南京理工大学紫金学院光电综合实验室光敏电阻主要参数及基本特性的测试一、工作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；半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。
当光敏电阻受到光照时，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，成为自由电子，同时产生空穴，电子—空穴对的出现使电阻率变小。
光照愈强，光生电子—空穴对就越多，阻值就愈低。
当光敏电阻两端加上电压后，流过光敏电阻的电流随光照增大而增大。
入射光消失，电子-空穴对逐渐复合，电阻也逐渐恢复原值，电流也逐渐减小。
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）光敏电阻的主要参量有暗电阻，亮电阻、光谱范围、峰值波长和时间常量等。
基本特性有伏安特性、光照特性、光谱特性等。
伏安特性是指在一定照度下，加在光敏电阻两端的电压和光电流之间的关系。
光照特性是指在一定外加电压下，光敏电阻的光电流与光通亮的关系。
根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器：1．紫外光敏电阻器：对紫外线较灵敏，包括硫化镉、硒化镉光敏电阻器等，用于探测紫外线。
2．红外光敏电阻器：主要有硫化铅、碲化铅、硒化铅。
锑化铟等光敏电阻器，广泛用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探测、红外光谱，红外通信等国防、科学研究和工农业生产中。
3．可见光光敏电阻器：包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、砷化镓、硅、锗、硫化锌光敏电阻器等。
主要用于各种光电控制系统，如光电自动开关门户，航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭，自动给水和自动停水装置，机械上的自动保护装置和“位置检测器”，极薄零件的厚度检测器，照相机自动曝光装置，光电计数器，烟雾报警器，光电跟踪系统等方面。
二、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、亮电阻、光电阻测试实验（基本参数测试）2、光敏电阻的暗电流、亮电流、光电流测试实验（基本参数测试）3、光敏电阻的光谱特性测试实验（特性测试）4、光敏电阻的伏安特性测试实验（特性测试）四、测试仪器的技术参数及结构原理1、仪器的测量精度：电压：0.01V电流：0.01mA2、光学参数偏振片口径：35mm3、导轨长度： 980mm4、结构原理：结构如图（一）所示，在导轨上安置四个磁力滑座，分别将光源、起偏器、减偏器、接收器插入滑座內。
光敏电阻的原理及应用
6、温度特性
光敏电阻和其他半导体 器件一样，受温度谱 特性也有很大影响。图6是 硫化铅光敏电阻的光谱温度 特性曲线。从图中可以看出， 它的峰值随着温度上升向波 是非的方向移动。因此，有 时为了进步灵敏度，或为了 能接受远红外光而采取降温 措施。
光敏电阻伏安特性近似直线，而且没有饱象 如下图所示
3.光电特性
光敏电阻的光电流与光照度之间的关系称为光电特 性。如图3所示，光敏电阻的光电特性呈非线性。 因此不适宜做检测元件，这是光敏电阻的缺点之一， 在自动控制中它常用做开关式光电传感器。
4、光谱特性
对于不同波长的 进射光，光敏电阻的 相对灵敏度是不相同 的。各种材料的光谱 特性如图4所示。从图 中看出，硫化镉的峰 值在可见光区域，而 硫化铅的峰值在红外 区域，因此在选用光 敏电阻时应当把元件 和光源的种类结合起
二 光敏电阻的特性测量
1 实验原理 在光照下，光敏电阻的电导率的改变量为：
2.实验装置图
5、 频率特性
当光敏电阻受到脉冲光照时，光电流要经过一 段时间才能达到稳态值，光照忽然消失时，光电流 也不立即为零。这说明光敏电阻有时延特性。由于 不同材料的光敏电阻时延特性不同，所以它们的频 率特性也不相同。下图给出相对灵敏度Kr，与光强 变化频率f之间的关系曲线，可以看出硫化铅的使用 频率比硫化铊高的多。但多数光敏电阻的时延都较 大，因此不能用在要求快速响应的场合，这是光敏 电阻的一个缺陷。
光敏电阻的特性测量及应用
光敏电阻的原理
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。 进射光消失后，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。
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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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。