光敏电阻特性研究 吕英波
实验原理 ▪ 光电传感器 ▪ 光电效应 外光电效应 内光电效应 光生伏特效应 光电导效应
实验原理－－光电导效应 导带 价带 Eg 光导元件 入射光 nm E E hc g g 1239 0 = = d hc eP U i c c 0 2 =
实验原理－－光敏电阻 ▪ 暗电阻－光敏电阻在室温条件下，全暗 后经过一段时间测量的电阻值 ▪ 亮电阻－光敏电阻在某一光照下的阻值， 称为该光照下的亮电阻 ▪ 光电流－亮电流与暗电流之差称为光电 流
实验原理－－光敏电阻 ▪ 光照特性 给定的偏压下，光照度越大，光电流 也越大 ▪ 伏安特性 在一定的光照度下，电压越大，光电 流越大 ◼ 最大额定功率 ◼ 最高工作电压 ◼ 最大额定电流 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 I Lm 0 40 80 120 160 200 0 5 10 15 20 25 30 35 I V 1 2
实验内容和步骤 -仪器的调整 ▪ 1.粗调：按照图6所示，在导轨上 安置五个磁力滑座，分别将光源、 聚光镜、偏振器、聚光镜、接收器 插入滑座内。目测调节至各光学元 件、光源的中心轴大致等高，并处 于同一轴线上。 ▪ 2.细调：根据透镜共轭法成像的特 点，将光源和两透镜调整至共轴等 高，将偏振器调整至与光轴等高， 再调节两透镜位置使出射光能均匀 照射到光敏电阻并使光电流输出最 大
实验内容和步骤-光敏电阻的特性测量 ▪ 稳压电源、光敏电阻、万用表组成一个串连电路。将万用表开关档拨到 “直流电流”（）档，此时万用表所显示的电流即为通过光敏电阻的电 流。 ▪ 测量光敏电阻的照度与光电流的关系－光照特性 将稳压电源调至18V，固定不变。旋转偏振器，就可以看到万用表所显示 的电流发生变化。这是因为旋转偏振器，透过偏振器照射到光敏电阻表 面上的光强也随之发生变化，仔细调整偏振器，万用表所示电流最大时， 透过偏振器的光照度最大，设此时辐射到光敏电阻表面的光强为I0，记 录偏振器所示角度为 。继续旋转偏振器至角度 ，根据马吕斯定律，此 时透过偏振器的光强为 ，记录此时通过光敏电阻的光电流。在 0º≤ ≤180º范围内，每隔10º测量一次，计算出光强与光电流的关系， 作图表示。 0 q cos ( ) 1 0 2 I = I 0 q −q q1 −q 0 q1 −q 0 q1
实验内容和步骤-光敏电阻的特性测量 测量光敏电阻电压与光电流的关系－伏安特性 ▪ 将偏振器旋转至 ，即透过光强最大处，固定角度不变。 调整稳压电源所输出电压的大小，万用表所显示的电流发 生变化。在0≤U≤20V范围内，调整电压输出值，每隔1V， 记录电压大小与光电流数值，计算出此状态下光敏电阻的 阻值（万用表阻值忽略不计），并作图表示。 ▪ 将偏振器旋转至 （ ＝45º）处，固定角度不变，在 0≤U≤20V范围内，调整电压输出值，每隔1V，记录电压大 小与光电流数值，计算出此状态下光敏电阻的阻值（万用 表阻值忽略不计），并作图表示。 q 0 q1 q1 −q 0