選修課——光敏電子元器件創(chuàng)新實驗報告

1、物理創(chuàng)新實驗實驗報告姓名：班級：裝備081班學號：0864134104實驗地點：第二實驗樓B503實驗時間：2010.4月光敏電子元件創(chuàng)新實驗報告實驗一 光敏電阻實驗一 實驗目的： 了解光敏電阻的光照特性和伏安特性及應用二 實驗原理： 在光線作用下，電子吸收光子的能量從鍵合狀態(tài)過渡到自由狀態(tài)，引起電導率的變化，稱為光電導效應。光電導效應是半導體材料的一種體效應。光照愈強，器件自身的電阻愈小，稱光敏電阻。光敏電阻無極性，其工作特性與光強波長和外電壓有關。實質為開關的性質。三 實驗儀器CY-998試驗儀，電流源模板，光電實驗模板，光敏電阻，發(fā)光二極管，導線，光度計等。四 實驗步驟：1亮電阻和暗電阻

2、的測量（1） 光敏電阻實驗原理圖（2）（3） 合上實驗儀主電源開關。調(diào)節(jié)光電實驗模板，可調(diào)電壓為10V,再調(diào)電流源，輸出電流為2.08mA經(jīng)10秒鐘左右，讀取試驗儀電流表和電壓表值為亮點流I亮和U測。（4） 拆去光源的其中一根導線，10秒鐘左右，讀取試驗儀電流表和電壓表值為亮點流I暗和U測。（5） 根據(jù)歐姆定律計算電阻：R亮=U測/I亮 R暗=U測/I暗2.光照特性測量 電路圖同1中的（圖3-1）.試驗電壓表為20V擋，電流表為20mA檔。 光敏電阻的測量電壓為定值時（10V）光敏電阻的光電流隨光照度變化而變化。調(diào)節(jié)光源電流得到不同的光照度。讀取試驗儀上電流表現(xiàn)實的光電流值。并記錄做光敏電阻光

3、照特性實驗曲線曲線圖。（數(shù)據(jù)處理另附）3. 伏安特性測量在一定照度下，光電流隨外加電壓的變化而變化。測量時，再給定光照度時，調(diào)節(jié)光敏電阻的輸入電壓，讀取實驗以上電流表顯示的光敏電阻上的電流值。記錄并作出不同照度的三條伏安特性曲線（數(shù)據(jù)處理另附）實驗二 光敏二、三極管的特性實驗一 實驗目的： 了解光敏二、三極管工作原理及光生伏特效應二 基本原理： 光入射光子在本征半導體的p-n結及其附近產(chǎn)生電子空穴對時，光生載流子受勢壘區(qū)電作用，電子漂移到n區(qū)。空穴漂移到p區(qū)。電子和空穴分別在n區(qū)和p區(qū)積累，兩端便產(chǎn)生電動勢。稱為光生伏特效應。簡稱光伏效應。光敏二級管基于此原理，如在外電路中把p-n短路接。就產(chǎn)

4、生反應的短路電源。光照時反向電流增加，并且光電流和照度呈線性關系。光敏三極管電流放大作用，只是它的集電極電流不只是受基極電路和電流控制，同時也受光輻射的控制。，用于溫度補償和附加控制等作用。三 實驗儀器CY-998試驗儀，電流源模板，光電實驗模板，光敏二極管，光敏三極管，發(fā)光二極管，導線，光度計等。四 實驗步驟：1. 光照特性將【實驗一】中的電路圖中的光敏電阻換成光敏二極管，三極管分別做實驗。并安裝接線測量光敏二極管的暗電流和亮電流。（1） 暗電流測試：實驗儀電壓表為20V檔，電流表為20uA檔，合上電源開關，將光電實驗模板的可調(diào)電壓調(diào)到10V，電流源為0mA，讀取實驗儀器上的電流表的值即為光

5、敏二極管的暗電流。（2）光電流測試調(diào)節(jié)電流源模板電流，讀取實驗儀器上的電流表顯示的光電流值。記錄數(shù)據(jù)填入表格，并根據(jù)數(shù)據(jù)畫出光敏二極管工作電壓為10V時的ILX曲線。（3）三極管的測量同二極管方法相同（4）（數(shù)據(jù)處理另附）實驗三 硅光電池特性實驗一 實驗目的：了解光電池的光照特性二 基本原理光電次是根據(jù)光生伏特效應制成的。不需要加偏壓就能把光能轉化成電能的P-N結的光電器件，光照射到光電池P-N結上時，便在P-N結兩端產(chǎn)生電動勢，叫光電伏特效應，將光能轉化為電能。三 實驗儀器：實驗儀器CY-998試驗儀，電流源模板，光電實驗模板，硅光電池，發(fā)光二極管，導線，光度計等。四 實驗步驟：1.。光照特

6、性（開路電壓、短路電流） （1）光電池在不同的照度下，產(chǎn)生不同的光電流和光生電動勢，他們之間的關系就是光照特性。按圖安裝接線a 電流源模板：+15，15, 分別與CSY-998試驗儀顯示面板的低頻振蕩器單元中右下角的+15，15, 相連;+6V,分別與試驗儀顯示面板左直流穩(wěn)壓電源V+，相連；并且將直流穩(wěn)壓電源的轉換開關切換到6V檔.b光電實驗模板：+15V、 分別于電流源模板的+15V、相連。c.其他線路按圖連接線路。2 合上試驗儀主電源開關，按記錄數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)電流源模板電流值時。測量得到的開路電壓、短路電流。并記錄處理作圖。（表格與記錄數(shù)據(jù)處理另附）實驗四 單色光對光敏電阻、硅光電池的特性探究

7、一 實驗目的; L了解單色光對光敏電阻、硅光電池。光生特性的探究產(chǎn)生電壓的變化。二 實驗原理：【同實驗三】三 實驗儀器實驗儀器CY-998試驗儀，電流源模板，光電實驗模板，硅光電池，實驗儀器CY-998試驗儀，電流源模板，光電實驗模板，硅光電池，不同顏色的發(fā)光二極管，光敏電阻，導線，光度計等。四 實驗步驟：1安裝電路參照【實驗三】電路圖連接2按照【實驗三】的方法進行其他測量與記錄。3（表格與記錄數(shù)據(jù)處理另附）實驗操作說明在做做實驗中由于提供光源的發(fā)光二極管的規(guī)格并不標準，并且光照的輻射面也不均勻，使得光照度浮動較大，為了使實驗數(shù)據(jù)更接近實際，我們沒有以電流源的數(shù)值定光度。每一組光照度均為實測數(shù)

8、據(jù)，所以沒有利用參考資料中給的電流值為依據(jù)。且光照度與距光源的距離有關系。在進行單色光實驗時，由于儀器不全難以進行。只進行了單色光的定性試驗。特此說明光敏電阻亮。暗電阻的測量數(shù)據(jù)處理U測 VI測 R亮電阻9.70.64mA15.2 K暗電阻10.000.00uA 光電流與光度（ILX）曲線圖與數(shù)據(jù)表格光源電流（mA）光照度（Lx）0102030405060708090100光電流（mA）00.210.310.380.450.510.570.620.670.720.76修正測量00.100.170.220.270.310.360.400.440.490.52伏安特性型號電壓1.251.502.0

9、02.503.003.504.004.505.005.50照度Lx10 Lx電流mA0.010.010.010.020.020.030.030.040.040.05電流uA10.712.917.121.425.730.034.338.643.047.350 Lx電流mA0.050.060.080.100.120.140.150.170.190.22電流uA48.258.277.596.7116.1135.5154.7173.9193.6100 Lx電流mA0.060.070.100.130.150.180.200.230.260.28電壓6.006.507.007.508.008.509.00

10、9.5010.0010.50照度Lx10 Lx電mA流0.050.050.060.060.070.070.080.080.090.09電流uA51.656.060.464.869.373.778.182.687.291.750 Lx電流mA0.240.260.280.300.320.340.360.380.400.42100 Lx電流mA0.310.330.360.390.410.440.470.490.520.55 照度10 Lx的伏安特性曲線 光敏二極管、三極管光照特性數(shù)據(jù)光源電流mA光照度Lx0102030405060708090100二極管光電流（uA）00.020.040.090.110.130.150.170.200.240.25三極管光電流（uA）028.656.883.6107.8138.6174.8185.1210250270光源電流mA光照度Lx0102030405060708090100開路電壓（V）0.180.130.090.020.050.070.110.130.150.17短路電流（uA）0.120.180.270.460.570.64