北航17系光电子实验报告1-4

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北航17系光电子实验报告实验6-8

北航17系光电子实验报告实验6-8

实验六光电池的应用——光强计一.实验目的:1.了解硅光电池的基本应用。

二.实验原理:由光电池将待测的光信号转换为电信号,将电信号通过处理系统进行放大、滤波、细分,并从这些信号中提取信息。

然后将此类信息转化为所需要的格式,最后输送到显示器中。

三.实验所需部件:光电池、光强测试单元、数字电压表四.实验步骤:1.按照仪器面板所示,将“光电池”接入“光强测试单元”的“光电池入”两端,输出Vo 接数字电压表。

2.确认接线无误后,开启仪器电源,光电池在无光照时,电压输出基本为零。

3.选用高亮度卤素灯,按照从“弱-强”仔细调节光源电位器取得多种光照度,查看光电池在相对光照度为“弱光”到逐步增强的电压输出情况。

观察两个发光二极管不亮、稍亮、两个都很亮,这样就形成了一个简易的光强计。

4.更换另外一支光电池,重复上面的操作。

五.实验现象:按照从“弱-强”调节光源电位器取得多种光照度,观察到光电池在相对光照度为“弱光”到逐步增强时,两个发光二极管不亮、稍亮、两个都很亮的实验现象,结果如下图所示,实验分析:因为随着光照强度增加,光电流增大,所以发光二极管的功率增大,亮度变亮。

图1 两个二极管不亮图2 两个二极管稍亮图3 两个二极管都很亮更换另一支光电池,重复上面的操作时,所得到的结果一致。

六.思考题:1.如何将此电路改造成可更细分光照强度的光强计?答:在本实验中,是根据两个发光二级管的亮度变化,从而可判断出光照强度的强弱变化,其中共观察到两个光电二极管有三个发光状态,分别为两个光电二极管不亮、稍亮、两个都很亮,由这三个不同的发光状态定性的判断光照强度的强弱。

为了更加细分光照强度,将此电路改造成可更细分光照强度的光强计,则将此电路改为接入保护电阻和电流表的电路,由于光照强度与光电流成线性关系,因此,光电流的大小可说明光照强度的强弱,即可通过电流表的读数来细分光照强度。

实验七热释电红外传感器特性实验一.实验目的:1.了解热释电人体红外传感器的结构和基本原理。

北航17系光电子实验报告1-4

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北京航空航天大学光电子技术实验报告实验时间:2015.05.13报告时间:2015.05.21I.光敏电阻特性及应用试验实验一光敏电阻特性实验一.实验目的:1.了解光敏电阻的工作原理。

2.掌握使用本仪器测定光敏电阻的各种特性。

3.了解从实验曲线中获取物理特性的方法。

二.实验原理:利用具有光电导效应的半导体材料制成的光敏传感器叫光敏电阻,又称为光导管,是一种均质的半导体光电器件,其结构如图(1)所示,图(1)光敏电阻采用梳状结构是由于在间距很近的电阻之间有可能采用大的灵敏面积,提高灵敏度。

光敏电阻应用得极为广泛,可见光波段和大气透过的几个窗口都有适用的光敏电阻,利用光敏电阻制成的光控开关在日常生活中随处可见,当内光电效应发生时,光敏电阻电导率的改变量为:∆σ=∆p ⋅e⋅μp +∆n ⋅e⋅μn在上式中,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表示迁移率,当两端加上电压U后,光电流为式中A为与电流垂直的表面,d 为电极间的间距。

在一定的光照度下,∆σ为恒定的值,因而光电流和电压成线性关系。

光敏电阻在未受到光照射时的阻值称为暗电阻,此时流过的电流称为暗电流,光敏电阻受到光照射时的阻值称为亮电阻,此时流过的电流称为亮电流,亮电流与暗电流之差称为光电流,一般暗电阻越大,亮电阻越小,光敏电阻的灵敏度越高,光敏电阻的暗电阻一般在兆欧数量级,亮电阻在几千欧以下,暗电阻与亮电阻之比一般在102~106 之间。

一般光敏电阻(如硫化铅、硫化铊)的伏安特性曲线如图(2)所示,由该曲线可知,所加的电压越高,光电流越大,而且没有饱和现象,在给定的电压下,光电流的数值将随光照增强而增大,在设计光敏电阻变换电路时,应使光敏电阻的工作电压或电流控制在额定功耗线之内。

图(2)光敏电阻伏安特性曲线光敏电阻的光电流与光照强度之间的关系,称为光敏电阻传感器的光照特性,不同类型的光敏电阻,其光照特性也不同,多数光敏电阻传感器光照特性类似于图(3)的特性曲线,光敏电阻的光照特性呈现出一定程度的非线性特性,光敏电阻的光照度——电阻值的典型特性曲线如图(4)所示,低照度a区曲线斜率较大,中间照度区b区可近似视为直线区,也是光敏电阻的主要工作区,因而光电流随光照度增长较快,在高照度区,电阻值随照度下降慢,光电流随照度增长也变慢。

光电子学习实验报告

光电子学习实验报告

光电子学习实验报告光电子学学习实验报告光电子学是一门研究光与电子相互作用的学科,涉及到光的产生、传输、探测以及与电子的相互转换等多个方面。

本次实验旨在通过一系列的光电子学实验,深入了解光电子学的基本原理和应用。

以下将对实验内容、方法、结果以及结论进行详细叙述和分析。

实验内容1. 光电效应实验:通过激光器照射金属表面,观察光照射后产生电子释放的现象。

2. 光电导实验:利用半导体材料,结合外加电场,测量光照射后导电性的变化。

3. 光电探测实验:选取不同波长的激光光源,测量不同波长光线对半导体光电探测器的响应情况。

4. 光电放大实验:使用光电二极管和放大电路,观察光电信号的放大效果。

实验方法1. 光电效应实验:将金属样品放置于光源下,调整光源强度和波长,同时连接示波器测量产生的电子释放信号。

2. 光电导实验:将半导体样品放置于光源下,施加外电场,测量光照射后的电流变化。

3. 光电探测实验:选择不同波长的激光光源,照射于光电探测器表面,并测量输出光电流信号。

4. 光电放大实验:连接光电二极管和放大电路,照射光源,观察示波器显示的信号波形及放大倍数。

实验结果1. 光电效应实验结果显示,随着光源强度的增加,释放的电子数量逐渐增多,证明光电效应的确存在。

2. 光电导实验结果表明,光照射后半导体的导电性受外电场影响较大,与光源波长也有关系。

3. 光电探测实验发现,不同波长的光线对光电探测器的响应不同,部分波长光线的探测效果较好。

4. 光电放大实验结果显示,光电信号经过放大电路后,信号幅度得到显著提升,达到了实验预期的放大效果。

结论通过本次光电子学实验,我们对光电效应、光电导、光电探测以及光电放大等基本原理有了更深入的了解。

同时,实验结果也验证了这些原理在实际应用中的有效性和可行性。

通过对光电子学的学习实验,我们扩展了对光电子学领域的认识,为今后更深入的研究和应用奠定了基础。

总结起来,本次实验不仅是对光电子学知识的学习和实践,更是对光与电子相互作用的深入探讨。

北航17系激光线宽测试技术研究指导书

北航17系激光线宽测试技术研究指导书

激光线宽测试技术研究一、实验目的1. 了解频谱仪以及探测器的使用2. 掌握延迟外插法测量窄线宽激光的基本原理3. 熟悉延迟外插法测量窄线宽激光的方法 二、基本原理延迟自外差测谱法的典型分辨率为KHz 量级,窄线宽激光器线宽测量技术中,这种线宽测量方法应用最为广泛。

延迟自外差法/零差法的基本原理是利用 Mach-Zehnder 型干涉仪把光的相位或频率噪声转换为强度噪声。

其关键是把被测激光器的一部分输出光因为本地振荡,从延迟的和非延迟的激光光波之间的 RF (声光调制器所加的射频)拍频/零拍频信号确定出激光器的线宽,基本系统框图如图1 所示。

图1延迟自外差/自零差测谱法的装置示意图1单模激光器的量子相位噪声单模激光器可认为是一个振幅稳定,相位有扰动的准单色电磁场00()exp [()]E t E j t t ωφ=+ 1 式中E0为振幅,ω0为电磁场的中心频率,υ(t)代表相位的随机波动,它导致谱线展宽。

引入光场的自相关函数:(1)0()()()exp[(,)]exp()E G E t E t j t j ττφτωτ*=<+>=<∆> 2△υ(t,τ)是相位抖动,表示的从时间t 到t +τ随机相位的变化。

(,)()()t t t φτφτφ∆=+- 3大多数情况下,该相位的随机变化可以假设为零均值的平稳高斯随机过程,其概 率密度函数可以表示为:221/221()[()]exp[][2()]2()W φτφτπφτφτ∆∆=⋅-<∆><∆>4<△υ2(τ)>是相位抖动的均方,与瞬时角频率波动谱S υ(ω)相关,可以表示为:22sin 2()[]()22S d φωττφτωωωτπ+∞-∞<∆>=⎰5根据文献[10],利用众所周知的关系式:21exp[(,)]exp[()]2j t φτφτ<±∆>=-<∆> 6 因此激光场的相关函数可以表示为:(1)201()exp[()]exp()2E G j τφτωτ=-<∆> 7 考虑激光器工作于阈值以上量子相位噪声的影响,瞬时角频率波动谱S υ(ω)可以看成是平坦的,因此< △υ2(τ)>可以看作是随延迟时间线性变化的,即:2()2φτγτ<∆>= 8这里2γ是(3-8)式傅立叶变换后得到的激光场光谱S E (ω)的半高全宽(FWHM ), 对(3-8)作傅立叶变换可得:20220/()()E S E γπωγωω=+- 92γ可以由 Schawlow-Townes 公式给出:2202(1)4sp mghvgn v P αγβ=+ 10νg是增益介质中光的群速度,h ν是光子能量,n sp 代表自发辐射因子,αm 是腔镜的损耗,β 是线宽的修正因子。

北航_电子实习_模拟部分_实验报告试验4

北航_电子实习_模拟部分_实验报告试验4

仪器科学与光电工程学院电子实习A2 模拟部分实验报告实验四:集成运算放大器应用2012/5/12目录一、实验目的 (2)二、实验结果 (2)1)实验电路 (2)2)示波器观察放大倍数 (2)3)分析参考电压与输出直流信号的关系: (5)4)分析温度漂移特性: (6)5)搭建积分器,微分器,射随器电路: (7)A)积分器 (7)B)微分器 (9)C)射随器: (10)6)搭建减法器: (11)三、问题回答 (12)(1)大信号放大的特性与小信号放大特性的区别? (12)(2)运放的重要指标有哪些? (12)(3)运算放大器AD817本身的输入输出电阻是多少?对于整体运放电路,输入输出电阻如何估算? (12)(4)运放的温度漂移特性如何,并试回答原因何在? (12)(5)请分析并总结仿真结论与体会。

(13)图表目录Figure 1 实验电路 (2)Figure 2 反馈电阻Rf=1kohm (4)Figure 3 反馈电阻Rf=2kohm (4)Figure 4 偏置电压和输出饱和值 (5)Figure 5 积分器正弦输入 (7)Figure 6 积分器正弦波输入电路 (8)Figure 7 积分器方波输入 (8)Figure 8 积分器方波输入电路图 (9)Figure 9 微分器输出波形 (9)Figure 10 微分器电路结构 (10)Figure 11 射随器输入输出波形 (10)Figure 12 射随器输入输出数值 (11)Figure 13 射随器结构 (11)Figure 14 减法器结构及输出电压 (11)实验四:集成运算放大器应用一、实验目的(1)了解集成运放的内部结构及各部分功能、特点;(2)了解集成运放主要参数的定义,以及它们对运放性能的影响。

(3)掌握集成运算放大器的正确使用方法;(4)掌握用集成运算放大器构成各种基本运算电路的方法;(5)掌握根据具体要求设计集成运算放大电路的方法,并会计算相应的元件参数;(6)学习使用示波器DC、AC输入方式观察波形的方法,掌握输出波形的测量绘制方法。

北航_电子实习_数字部分实验报告

北航_电子实习_数字部分实验报告

报告名称:电子电路设计训练数字部分学院:仪器科学与光电工程学院目录实验报告概述: (3)一、选做实验总结: (3)(1)补充练习2:楼梯灯设计 (3)(2)练习题6:用两种不同的设计方法设计一个功能相同的模块,完成4个数据的冒泡排序 (5)(3)练习题3:利用10MB的时钟,设计一个单周期形状的周期波形 (6)(4)练习题4:运用always块设计一个8路数据选择器 (6)(5)练习题5:设计一个带控制端的逻辑运算电路 (7)二、必做实验总结: (7)(1)练习一:简单组合逻辑设计 (7)(2)练习三:利用条件语句实现计数分频失序电路 (7)(3)练习四:阻塞赋值与非阻塞赋值得区别 (8)(4)练习五:用always块实现较复杂的组合逻辑电路 (8)(5)练习六:在verilog HDL中使用函数 (9)(6)练习七:在verilog HDL中使用任务 (9)(7)练习八:利用有限状态机进行时许逻辑设计 (10)三、实验总结及体会: (10)四、选作程序源代码 (11)(1)练习题3:利用10MB的时钟,设计一个单周期形状的周期波形 (11)(2)练习题4:运用always块设计一个8路数据选择器 (12)(3)练习题5:设计一个带控制端的逻辑运算电路 (13)(4)练习题6:用两种不同的设计方法设计一个功能相同的模块,完成4个数据的冒泡排序 (14)(5)补充练习2:楼梯灯设计 (16)图表目录Figure 1 楼梯灯任务4 (5)Figure 2 组合逻辑 (5)Figure 3 时序逻辑 (6)Figure 4 周期波形 (6)Figure 5 8路数据选择器 (6)Figure 6 逻辑运算电路 (7)Figure 7 组合逻辑设计 (7)Figure 8 计数分频时序电路 (8)Figure 9 阻塞赋值与非阻塞赋值得区别 (8)Figure 10 always块组合逻辑电路 (9)Figure 11 使用函数 (9)Figure 12 使用任务 (10)Figure 13 有限状态机 (10)电子电路设计训练(数字部分)实验报告实验报告概述:本实验报告为对四次电子电路设计训练(数字部分)实验的总结,主要包括以下四部分:第一部分为选做实验总结,主要包括每个选择实验的设计思路、运行结果、注意事项、心得体会;第二部分为必做实验总结,包括运行结果、总结、心得体会;第三部分为课程总结和体会,是对全部实验及课程的总结;第四部分为选做实验部分源代码;一、选做实验总结:(1)补充练习2:楼梯灯设计设计思路:本题给出楼梯的运行规则,并分别给与四个相应任务进行编程设计,考虑到程序的通用性及FPGA高速并行处理的优点,主要思路如下:根据运行规则(8s内和大于8s等),对每个灯的相应状态进行编程,设计时序逻辑及有限状态机;由于在总体上看,每个灯的状态变化相对独立(只有一个人上楼除外),故对每个灯编程所得到的程序代码可通用于其它灯(只需要改变相应寄存器定义即可),此即为灯控制模块,对4个不同的任务,只需设计其它部分判断逻辑,即可完成任务要求;如此设计,可大大提高程序设计效率、易用性,同时如果面对更多的灯控制需要,也可快速进行修改部署。

【报告】北航仪器光电综合实验报告电机测速及磁悬浮实验

【报告】北航仪器光电综合实验报告电机测速及磁悬浮实验

2012/4/13【关键字】报告光电编码盘测量电机转速实验报告实验时间:2012年4月13日星期五(一)实验目的:1.了解光电编码盘的组成和工作原理;2.掌握增量式光电编码盘的使用方法。

(二)实验内容:1.了解绝对式光电码盘的工作原理,使用方法和如何提高绝对式光电码盘分辨率的措施;2.了解增量式光电码盘的原理,学习其使用方法,利用电路板、光电码盘、示波器等设备观察光电码盘的输出波形,并实现码盘测速;了解增量式光电编码器的辨向电路原理并用实验验证。

(三)实验仪器:实验设备主要有电机和码盘实验装置组成,如图5所示。

其它实验仪器包括:可调直流电源1台、万用表1个、双踪示波器1台、实验板(学生自搭建)1个,74LS74和74LS08芯片各1片,导线若干。

(四)实验步骤:1.用74LS74(双上升沿D触发器)和74LS08(四——二输入与门)及导线搭建辨向电路和计数脉冲电路;2.调整可调直流电源输出的电压在0∼20V之间,用万用表标定;3.连接电源输出到永磁直流电机(连线时关闭电源);4.检查光电码盘的电源供电、辨向电路和与门连接是否正确(光电编码盘引线定义:白色线—— +5V电源,黑色线—— 电源和信号的公共地,红色线——A相输出,绿色线—— B相输出,黄色线——C相输出);5.电源上电(先给光电码盘供电,再给电机供电);6.用示波器观测码盘输出信号的波形;7.测量码盘输出脉冲的频率,计算电机的转速;8.更换电机供电电压值,重复2∼7;9.数据处理,绘制电压与电机转速之间的实验曲线;10.撰写实验报告。

(五)实验数据记录:a)实测的输入电压和输出频率对应表;*频率1、2、3组单位:kHzb)输入电压与转速的关系曲线(六) 实验小结及思考题:1.通过电路方法提高测量精度:实验中使用的增量式光电码盘主要参数如下:LEC-102.4BM-G05E型增量式光电码盘:电源电压:直流5V,每转输出脉冲数1024实验中主要用到了D触发器和与非门,通过与非门获得的计数波形如下:电路结构如下:分析波形可以看出,通过与门电路获得的计数脉冲,其频率和输入A或B频率相同,此时获得的每转输出脉冲数为1024;若将A和B同时输入同或门,此时当AB电平相同时,输出电平为高;不同时输出电平为低:分析波形,由此可以得到将每一格输入周期一分为二,即每转输出脉冲数为2048。

北航光电子实验报告 光敏电阻特性及应用实验报告

北航光电子实验报告 光敏电阻特性及应用实验报告

光敏电阻特性及应用实验报告2016年4月18日实验三光敏二极管特性实验一.实验目的:1.熟悉光敏二极管的结构和光电转换原理。

2.掌握光敏二极管的暗电流及光电流的测试方法。

3.了解光敏二极管的特性,当光电管得工作偏压一定时,光电管输出光电流与入射光的照度(或通量)的关系。

二.实验原理:光敏二极管是一种光生伏特器件,用高阻P 型硅作为基片,然后在基片表面进行掺杂形成PN 结,N 区扩散区很浅为1um 左右,而空间电荷区(即耗尽层)较宽,所以保证了大部分光子入射到耗尽层内,光被吸收而激发电子——空穴对,电子——空穴对在外加反向偏压的作用下,空穴流向正极,形成了二极管的反向电流即光电流。

光电流通过外加负载电阻RL 后产生电压信号输出。

光敏二极管原理如图(9)所示。

在无光照的情况下,若给P—N 结一个适当的反向电压,则反向电压加强了内建电场,使P—N 结空间电荷区拉宽,势垒增大,流过P—N 结的电流(称反向饱和电流或暗电流)很小,它(反向电流)是由少数载流子的漂移运到形成的。

当光敏二极管被光照时,满足条件hv≧Eg 时,则在结区产生的光生载流子将被内场拉开,光生电子被拉向N 区,光生空穴被拉向P 区,于是在外加电场的作用下以少数载流子漂移运动为主的光电流。

显然,光电流比无光照时的反向饱和电流大得多,如果光照越强,表示在同样条件下产生的光生载流子越多,光电流就越大,反之,则光电流越小。

当二极管与负载电阻RL 串联时,则在RL 的两端便可得到随光照度变化的电压信号,从而完成了将光信号转变成电信号的转换。

光敏二极管在无光照时,在所加反向电压作用下,仍会有反向电流流过,这种电流的数值很小,称为暗电流。

暗电流值是光敏二极管传感器的重要参数之一,它影响光敏二极管的光电变换质量和工作稳定性,因此希望它数值越小越好。

在无辐射作用的情况下,PN 结硅光敏二极管的正、反向特性与普通PN 结二极管基本一样,均为图(10)所示的伏安特性曲线,当有光照时,PN 结硅光敏二极管的反向输出特性曲线如图(11)所示。

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北京航空航天大学光电子技术实验报告
实验时间:2015.05.13
报告时间:2015.05.21
I.光敏电阻特性及应用试验
实验一光敏电阻特性实验
一.实验目的:
1.了解光敏电阻的工作原理。

2.掌握使用本仪器测定光敏电阻的各种特性。

3.了解从实验曲线中获取物理特性的方法。

二.实验原理:
利用具有光电导效应的半导体材料制成的光敏传感器叫光敏电阻,又称为光导管,是一种均质的半导体光电器件,其结构如图(1)所示,
图(1)
光敏电阻采用梳状结构是由于在间距很近的电阻之间有可能采用大的灵敏面积,提高灵敏度。

光敏电阻应用得极为广泛,可见光波段和大气透过的几个窗口都有适用的光敏电阻,利用光敏电阻制成的光控开关在日常生活中随处可见,当内光电效应发生时,光敏电阻电导率的改变量为:
∆σ=∆p ⋅e⋅μ
p +∆n ⋅e⋅μ
n
在上式中,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表示迁移率,当两端加上电压U后,光电流为
式中A为与电流垂直的表面,d 为电极间的间距。

在一定的光照度下,∆σ为恒定的值,因而光电流和电压成线性关系。

光敏电阻在未受到光照射时的阻值称为暗电阻,此时流过的电流称为暗电流,光敏电阻受到光照射时的阻值称为亮电阻,此时流过的电流称为亮电流,亮电流与暗电流之差称为光电流,一般暗电阻越大,亮电阻越小,光敏电阻的灵敏度越高,光敏电阻的暗电阻一般在兆欧数量级,亮电阻在几千欧以下,暗电阻与亮电阻之比一般在102~106 之间。

一般光敏电阻(如硫化铅、硫化铊)的伏安特性曲线如图(2)所示,由该曲线可知,所加的电压越高,光电流越大,而且没有饱和现象,在给定的电压下,光电流的数值将随光照增强而增大,在设计光敏电阻变换电路时,应使光敏电阻的工作电压或电流控制在额定功耗线之内。

图(2)光敏电阻伏安特性曲线
光敏电阻的光电流与光照强度之间的关系,称为光敏电阻传感器的光照特性,不同类型的光敏电阻,其光照特性也不同,多数光敏电阻传感器光照特性类似于图(3)的特性曲线,光敏电阻的光照特性呈现出一定程度的非线性特性,光敏电阻的光照度——电阻值的典型特性曲线如图(4)所示,低照度a区曲线斜率较大,中间照度区b区可近似视为直线区,也是光敏电阻的主要工作区,因而光电流随光照度增长较快,在高照度区,电阻值随照度下降慢,光电流随照度增长也变慢。

图(3)光敏电阻光照特性曲线图(4)光敏电阻照度—电阻特性曲线几
种常用光敏电阻的光谱特性曲线如图(5)所示,对于不同波长的光,光敏电阻的灵
敏度是不同的。

从图中可以看出,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来考虑,才能获得满意的结果。

图(5)光敏电阻光谱特性曲线
当光敏电阻元件温度升高时,光敏电阻的阻值会下降,并且暗电阻比亮电阻下降更多。

环境温度对低照度时电阻值的影响比在高照度时影响更大,因此,当环境温度升高时,光敏电阻的亮电阻与暗电阻之差值会减小,这意味着光敏电阻的光电流会有所降低,图(6)示出了C dS 光敏电阻在光照度一定时光电流与环境温度的关系曲线,可以看出环境温度上升时 CdS 光敏电阻的光电流会有所下降。

图(6)光敏电阻温度特性曲线
三.实验所需部件:
直流稳压电源、光敏电阻、负载电阻(选配单元电位器)、数字电压/频率表、各种光源、遮光罩、固体激光器、光照度计(自备或选配)
四.实验过程及数据处理
1. 测试光敏电阻的暗电阻、亮电阻并计算光电阻。

观察光敏电阻的结构,用遮光罩将光敏
电阻完全掩盖,用万用表欧姆档测得的电阻值为暗电阻R暗,移开遮光罩,在环境光照下测得的光敏电阻的电阻值为亮电阻R亮,暗电阻R暗与亮电阻R亮之差为光电阻R光,光电阻越大,则光敏电阻灵敏度越高。

然后在光电器件模板的试件插座上接入另一光敏电阻,试作性能比较分析。

实验数据表格:(由于仪器量程限制,光敏电阻II的暗电阻无法读出)
2. 测试光敏电阻的暗电流、亮电流、光电流。

按照图(8)接线,分别在暗光及环境光照射下测出输出电压U暗和U亮,电流I暗=U暗/R,亮电流I亮=U亮/R,亮电流I亮与暗电流I暗之差称为光电流I光,光电流越大则灵敏度越高。

图(7)发光管连接电路图(8)光敏电阻测量电路实验数据处理;
3. 光敏电阻的伏安特性测试。

按照图(8)接线,电源可从直流稳压电源±2~±10V 间选用,每次在一定的光照条件下,测出当加在光敏电阻上电压为+2V、+4V、+6V、+8V、
+10V 时电阻R两端的电压U,和电流I,同时计算出此时光敏电阻的阻值
光敏电阻伏安特性测试数据表(暗光)(R=1k)
光敏电阻伏安特性测试数据表(正常环境光照)(R=1k)
伏安特性曲线如下图:
4. 光敏电阻的光照特性测试。

按照图(8)接好实验线路,负载电阻R选定10K,光源用高亮度卤钨灯(实验者可仔细调节光源控制旋钮,得到不同的光源亮度),从电源电压U CC=2V 开始到U CC=10V,
每次在一定的外加电压下测出光敏电阻在相对光照度从“弱光
到逐步增强的电流数据,即:I
ph=U
R ,(2V ↔20KΩ,4V ↔40KΩ,6V ↔60KΩ) ,R
同时求出此时光敏电阻的阻值,即:R
g=U
cc
-U
R
I
Ph。

这里要求尽量多测试(不少于
15 个)在不同照度下的电流数据,尤其要在弱光位置选择较多的数据点,以使所得到的数据点能够绘出较为完整的光照特性曲线。

光敏电阻光照特性测试数据表
(电压: 2V 电阻:20k)
光敏电阻光照特性测试数据表
(电压:4V 电阻:40k)
光敏电阻光照特性测试数据表
(电压: 6V 电阻:60k)
根据以上实验数据画出光敏电阻的一组光照特性曲线。

5. 光敏电阻的光谱特性测试。

不同的半导体材料制成的光敏电阻有着不同的光谱特性,见图(5),当不同波长的入射光照到光敏电阻的光敏面上,光敏电阻就有不同的灵敏度。

照图(8)接线,其工作电源可选用直流稳压电源的负电源,用高亮度LED(红、黄、绿、蓝、白)。

限流电
((7)作为光源,发光电源可选用直流稳压电源的正电源。

发光管的接线可参照图
阻用选配单元上的10K~60K 档电位器,首先应置电位器阻值为最大,开启电源
后缓慢调小阻值,使发光管逐步发光并至最亮,当发光管达到最高亮度时不应再改变限流电阻阻值,依次将各发光管接入光电器件模板上的发光管插座。

发光管与光敏电阻顶端可用附件中的黑色软管连接(透镜对透镜),分别测出光敏电阻在各种光源照射下的光电流,再用固体激光器作为光源,测得光电流,将测得的数据记入下表,据此作出两种光电阻大致的光谱特性曲线:
实验二光敏电阻的应用-----暗灯控制
一.实验目的:
1.了解光敏电阻的应用。

二.实验原理:
本实验为一种当有光照射时切断电路,无光照射时接通电路的暗通型光电控制器电路,当光照消失(无光照)时,光敏电阻C dS 的阻值增大,处理电路中的晶体管T基极电压升高,
T 导通,集电极负载L ED 流过的电流增大,LED 发光管发光。

三.实验所需部件:
光敏电阻、“光敏灯控”单元、发光二极管、数字电压/频率表
四.实验步骤:
1.按照仪器面板所示,将光敏电阻对应接入“光敏灯控”单元的“光敏入”,
“发光管”端口与“发光二极管Ⅰ”相接,输出端V o 接数字电压/频率表20V 档。

2.确认无误后,开启仪器电源,调节“暗光控制”电位器,使在实验室光照环境下发光管不亮。

3.然后改变光照条件,分别用白纸、带色的纸和遮光罩改变光敏电阻的光照,当光照变暗到一定程度时发光管变亮,这就是日常所用的暗光街灯控制电路的原理。

4.根据暗通电路原理,试设计一个亮通控制电路。

五.实验结果
实验总结:
1,光电子实验预习报告很重要,步骤明确,需测量也标明的很清楚,只是实验重复性大,测的数据多,需要耐心进行实验。

2,实验仪器存在误差,量程不够等问题,另外,由于实验对光照条件要求较高,而做实验时候不太能满足要求,故实验数据不准。

还有做光照特性实验读数时,由于数据持续变化,导致读数不准确等等问题
3,实验时,仪器有缺漏(比如只有一个光敏电阻,无激光相关器件等等),所以建议老师下次可否使实验器材齐全。

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