实验一 光敏电阻特性测量实验

一、实验目的

了解光敏电阻的工作原理和使用方法；掌握光强与光敏电阻电流值关系测试方法；掌握光敏电阻的光电特性及其测试方法；掌握光敏电阻的伏安特性及其测试方法；掌握光敏电阻的光谱响应特性及其测试方法；掌握光敏电阻的时间响应特性及其测试方法。

二、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，该电导称为热电导，其倒数为热电阻，一般的暗电导值都很小（或暗电阻值都很大）。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，其灵敏度越高，这个特性就称为光敏电阻的光电特性。

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不同，绝大多数光敏电阻的光照特性是线性的。

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成为光敏电阻的伏安特性。

三、主要实验设备

光电技术综合实验平台，特性测试实验模块，光源特性测试模块，连接导线。

四、实验内容

组装好光源、遮光筒和光探结构件，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。按图一连接实验电路。

I RL RG E

图1 光敏电阻伏安特性测试实验电路

改变照度，将实验数据计入下表： 照(Lx) 电压 度50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 U(V) 电流 I(mA) 电阻 RL(k?) 按“照度加”，调节使光照为200Lx、300Lx、400Lx、500Lx、600Lx，记录同一光照不同电压下对应的电流值，计入下表： 偏压(V) 电压U(V) 电流I(mA) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 五、实验总结

1.根据实验数据总结光敏电阻伏安特性； 2.根据实验数据总结光敏电阻光谱响应特性； 3.根据实验数据总结光敏电阻时间响应特性；

六、预习及思考

1.预习光敏电阻原理及特性相关知识； 2.思考影响光敏电阻光电特性线性的原因。

实验二 硅光电池特性实验

一、实验目的

了解光电池的工作原理、使用方法和应用；掌握光电池的光照特性及其测试方法；掌

握光电池的伏安特性及其测试方法；掌握光电池的光谱响应特性及其测试方法；掌握光电池的时间响应特性及其测试方法。

二、实验原理（标题：宋体，4号加粗，左对齐，不缩进，1.5倍行距。）

光电池是一种直接将光能转换成电能的光电器件。光电池在有光线作用时实质就是电源，电路中有了这种器件就不需要外加电源。

光电池的工作原理是基于“光生伏特效应”的，它实质上时一个大面积的PN结，当光照射到PN结的一个面，例如P型面时，若光子能量大于半导体材料的禁带宽度，那么P型区每吸收一个光子就产生一对自由电子和空穴，电子-空穴对从表面向内迅速扩散，在结电场的作用下，最后建立一个与光照度强度有关的电动势。

三、主要实验设备（标题：宋体，4号加粗，左对齐，不缩进，1.5倍行距。）

光电技术综合实验平台，特性测试实验模块，光源特性测试模块，连接导线。

四、实验内容（标题：宋体，4号加粗，左对齐，不缩进，1.5倍行距。）

1.硅光电池短路电流的测量 按图2所示连接电路图。

A

图2 短路电流测量电路

将实验数据计入下表： 光照度(Lx) 光生电流(?A) 50 100 150 200 300 400 2.硅光电池开路电压的测量 按图3所示连接电路图。