光敏电阻特性
实验6 光敏电阻特性
光敏传感器是将光信号转换为电信号的传感器，也称为光电式传感器。光敏传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用。光敏传感器的物理基础是光电效应，即光敏材料的电学特性都因受到光的照射而发生变化。光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类。外光电效应是指在光照射下，电子逸出物体表面的外发射的现象，也称光电发射效应。内光电效应是指入射的光强改变物质导电率的物理现象，称为光电导效应。大多数光电控制应用的传感器，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等都是内光电效应类传感器。本实验主要是研究光敏电阻、硅光电池、光敏二极管、光敏三极管四种光敏传感器的基本特性以及光纤传感器基本特性和光纤通讯基本原理。
实验目的
1. 了解光敏电阻、硅光电池、光敏二极管、光敏三极管四种光敏传感器的基本特性，包括伏安特性和光照特性。
2. 了解光纤传感器基本特性。
3. 了解光纤通讯基本原理。
实验预习思考题
1. 什么是伏安特性？
2. 什么是光照特性？
3. 普通电阻的伏安特性是怎样的？
4. 光敏电阻的基本工作原理。
5. 硅光电池的基本工作原理。
6. 光敏二极管的基本工作原理。
7. 光敏三极管和普通三极管的区别。
8. 在实验过程中如何改变光照强度？
9. 了解光纤传感的基本原理与应用优势。
10. 光纤通信系统的基本构成？
实验原理
1、伏安特性
光敏传感器在一定的入射光强照度下，光敏元件的电流I与所加电压U之间的关系称为光敏器件的伏安特性。改变光强照度则可以得到一组伏安特性曲线，它是传感器应用设计时的重要参数依据。例如，某种光敏电阻、硅光电池、光敏二极管、光敏三极管的伏安特性曲线分别如图1、图2、图3、图4所示。从这四种光敏器件的伏安特性可以看出：（1）光敏电阻类似一个纯电阻，其伏安特性线性良好，在一定照度下，电压越大光电流越大，但必须考虑光敏电阻的最大耗散功率，超过额定电压和最大电流都可能导致光敏电阻的永久性损坏。（2）光敏二极管的伏安特性和光敏三极管的伏安特性类似，但光敏三极管
的光电流比同类型的光敏二极管大好几十倍，零偏压时，光敏二极管有光电流输出，而光敏三极管则无光电流输出。（3）在一定光照度下硅光电池的伏安特性呈非线性。
图1 光敏电阻的伏安特性曲线图2 硅光电池的伏安特性曲线
图3 光敏二极管的伏安特性曲线图4 光敏三极管的伏安特性曲线2、光照特性
光敏传感器的输出电压或电流与入射光强之间的关系称为光照特性，它也是光敏传感器应用设计时的重要参数依据之一。例如，某种光敏电阻、硅光电池、光敏二极管、光敏三极管的光照特性分别如图5、图6、图7、图8所示。从这四种光敏器件的光照特性可以看出：（1）光敏电阻的光照特性呈非线性，一般不适合作线性检测元件，（2）硅光电池的开路电压也呈非线性且有饱和现象，但硅光电池的短路电流呈良好的线性，故以硅光电池作测量元件应用时，应该利用短路电流与光照度的良好线性关系。短路电流是指外接负载电阻远小于硅光电池内阻时的电流，一般负载在20Ω以下时，其短路电流与光照度呈良好的线性，且负载越小，线性关系越好、线性范围越宽。（3）光敏二极管与光敏三极管的光照特性亦呈良好线性，但是光敏三极管在大电流时有饱和现象，故一般在作线性检测元件时，可选择光敏二极管而不用光敏三极管。
图5 光敏电阻的光照特性曲线图6 硅光电池的光照特性曲线
图7 光敏二极管的光照特性曲线图8 光敏三极管的光照特性曲线
实验仪器
光敏电阻特性实验仪由下列部分组成：光敏电阻板、硅光电池板、光敏二极管板、光敏三极管板、红光发射管、接受管（包括光电二极管和光电三极管）、光纤、光纤座、测试架、直流恒压源、九孔板、万用表、电阻元件盒以及转接盒等。实验时，测试架中的光源电源插孔以及传感器插孔均通过转接盒与九孔板相连，其它连接都在九孔板中实现，测试架中可以更换传感器板。
实验中对应的光照强度均为相对光强，可以通过改变点光源电压或改变点光源到光敏电阻之间的距离来调节相对光强。光源电压的调节范围在0～12V，光源和传感器之间的距离调节有效范围为：0～200mm，实际距离为50～250mm。
实验内容
1、光敏电阻特性实验
（1）光敏电阻伏安特性测试实验
按图9接好实验线路，将光源用的标准钨丝灯和光敏电阻板放置到测试架中，将电阻盒以及转接盒插在九孔板中，电源由直流恒压源提供。通过改变光源电压或调节光源到光敏电阻之间的距离以提供一定的光强，每次在一定的光照条件下，测出加在光敏电阻上电压U为+2V、+ 4V、+6V、+8V、+10V时5个光电流数据，同时算出此时光敏电阻的阻值。以后逐步调大相对光强重复上述实验，进行3～5次不同光照条件下实验数据测量。根据实验数据画出光敏电阻的一组伏安特性曲线。
图9 光敏电阻伏安特性测试电路
（2）光敏电阻的光照特性测试实验
按图9接好实验线路，将光源用标准钨丝灯和检测用光敏电阻放置到测试架中，将电阻盒以及转接盒插在九孔板中，电源由直流恒压源提供。从U=2 V开始到U =12V，每次在一定的外加电压下，测出光敏电阻在相对光照强度逐步从弱到强的光电流数据，同时算出此时光敏电阻的阻值。根据实验数据画出光敏电阻的一组光照特性曲线。
2、硅光电池特性实验
（1）硅光电池的伏安特性测试实验
将硅光电池板放置到测试架中、硅光电池的输出通过转接盒连接在九孔板上，电源由直流恒压源提供，R X接电阻箱或多圈电位器，范围0-10KΩ可调。按图10连接好实验线路，开关指向“2”，用电压表分别测量硅光电池上的光电压U SC和电阻R上的电压U R（取样电阻R=10.00Ω，光源用钨丝灯，光源电压0～12V可调）。将可调光源调至某一光强（可改变光源电压或者改变被测器件到光源距离），每次在一定的照度下，测出硅光电池的光电流I ph与光电压U SC在不同的负载条件下的关系（改变可调电阻R x）数据；以后逐步调大相对光强，进行3～5次不同光照条件下实验数据测量。根据实验数据画出硅光电池的一组伏安特性曲线。
图10 硅光电池特性测试电路
（2）硅光电池的光照度特性测试实验
实验线路见图10，可调电阻R x调到0Ω。将可调光源调至某一相对光强，每次在一定的照度下，测出硅光电池的开路电压U oc和短路电流I SC，开路电压为K打向1时电池上的电压，短路电流为K打向2时电阻R上的电流，取样电阻R为10.00Ω。以后逐步改变相对光强，重复上述实验。根据实验数据画出硅光电池的光照特性曲线。
3、光敏二极管的特性实验
自己设计测试电路与实验步骤，完成光敏二极管的伏安特性与光照特性测试实验。4、光敏三极管特性实验
自己设计测试电路与实验步骤，完成光敏三极管的伏安特性与光照特性测试实验。5、光纤传感器原理及其应用
图11和图12分别是用光电三极管和光电二极管构成的光纤传感器原理图。图中
LED3为红光发射管，提供光纤光源；光通过光纤传输后由光电三极管或光电二极管接受。LED3、PHT 101、PHD 101上面的插座用于插光纤座和光纤。
①通过改变红光发射管供电电流的大小来改变光强，分别测量通过光纤传输后，光电三极管和光电二极管上产生的光电流，得出它们之间的函数关系。注意：流过红光发射管LED3的最大电流不要超过40mA；光电三极管的最大集电极电流为20mA，功耗最大为：75mW/25℃。
②红光发射管供电电流的大小不变，即光强不变，通过改变光纤的长短来测量产生的光电流的大小与光纤长短之间的函数。
图11 光纤传感器之光电三极管图12 光纤传感器之光电二极管6、光纤通讯的基本原理
实验时按图13进行接线，把波形发生器设定为正弦波输出，幅度调到合适值，示波器将会有波形输出；改变正弦波的幅度和频率，接受的波形也将随之改变，并且喇叭盒也发出频率和响度不一样的单频声音。注意：流过LED3的最高峰值电流为180mA/1kHz。
图13 光纤通讯的基本应用的原理图
图中：①为波形发生器，②为喇叭，③为示波器
思考题
1、如何设计实验来验证光照强度与光源距离的平方成反比（把实验装置中的光源近似为点光源）？
光敏电阻特性测试实验
实验系列二、光敏电阻特性测试实验 光通路组件 图1-2 光敏电阻实验仪光通路组件 功能说明： 分光镜：50%透过50%反射镜，将平行光一半给照度计探头，一半给等测光器件，实验测试方便简单，照度计可实时检测出等测器件所接收的光照度。 1、实验之前，J4通过彩排线缆与光通路组件的光源接口相连，连接之后电路部分方可对光源对行控制。光照度计与照度计探头相连（颜色要相对应） 2、BM2拨向上时，光源发光为脉冲光，脉冲宽度由“脉冲宽度调节电位器”进行调节（用于做光敏电阻时间响应特性实验）。 一、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 二、实验内容 1、光敏电阻的暗电阻、暗电流测试实验 2、光敏电阻的亮电阻、亮电流测试实验 3、光敏电阻光电流测试实验； 4、光敏电阻的伏安特性测试实验 5、光敏电阻的光电特性测试实验 6、光敏电阻的光谱特性测试实验 7、光敏电阻的时间响应特性测试实验 8、精密的暗激发开关电路设计实验 三、实验仪器 1、光敏电阻综合实验仪 1个 2、光通路组件 1套 3、光照度计 1台 4、2#迭插头对（红色，50cm ） 10 根 5、2#迭插头对（黑色，50cm ） 10根 6、三相电源线 1根 7、实验指导书 1本 8、20M 示波器 1台
四、实验原理 1. 光敏电阻的结构与工作原理 它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。光敏电阻没有极性。无光照时，光敏电阻值很大，电路中电流很小。当光敏电阻受到一定波长范围的光照时，它的阻值急剧减小，电路中电流迅速增大。 2. 光敏电阻的主要参数 光敏电阻的主要参数有： (1)光敏电阻在不受光照射时的阻值称为暗电阻， 此时流过的电流称为暗电流。 (2)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)亮电流与暗电流之差称为光电流。 3. 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。图2-2为硫化镉光敏电阻的伏安特性曲线。由图可见，光敏电阻在一定的电压范围内，其I-U 曲线为直线。 （2）光照特性 光敏电阻的光照特性是描述光电流I 和光照强度之间的关系，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。图2-3为硫化镉光敏电阻的光照特性。 (3) 光谱特性 光敏电阻对入射光的光谱具有选择作用，即光敏电阻对不同波长的入射光有不同的灵敏度。光敏电阻的相对光敏灵敏度与入射波长的关系称为光敏电阻的光谱特性，亦称为光谱响应。图2-4 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，而且不同材料的光敏电阻光谱响应曲线也不同。 五、实验步骤 1、光敏电阻的暗电阻、暗电流测试实验 （1）将光敏电阻完全置入黑暗环境中（将光敏电阻装入光通路组件,不通电即为完全黑暗）,使用万用表测试光敏电阻引脚输出端，即可得到光敏电阻的暗电阻R 暗。 (注：由于光敏电阻个性差异，某些暗电阻可能大于200M 欧，属于正常。) （2）组装好光通路组件，将照度计显示表头与光通路组件照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑为负极），将光源调制单元J4与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。 4030 2010 I / m A 10010001 x 500 mW 1001 x 200 101 x 0.05 0.100.150.200.250.300.350.40I / m A S r / (%) 20 40 60 80 100 0 1.53
光敏电阻基本特性测量
光敏电阻基本特性测量 教学目的： 光传感器是测量端与信息处理系统的中间环节,可以理解为把光信息变换为电信息的一个元件, 光敏电阻 就是基于内光电效应的一种光传感器,光敏电阻具有灵敏度高,光谱特性好,使用寿命长,稳定性高,体积小以及制造工艺简单等特点,因此作为开关式光电信号传感器广泛应用在自动化技术中。自然界中有很多信息是通过光辐射形式传播的，用常规的仪器无法检测,而通过光电器件则可获得这些信息；光敏电阻体型小,灵敏度高,价格便宜，灵敏度峰值Gds(520mm),根据其特性可实际用于摄像机的露点计﹑光控制器﹑光联结器﹑光电继电器等方面。 制造光敏电阻的材料主要有金属的硫化物,硒化物和锑化物等半导体材料,在可见光范围内,常用的光敏电阻是硫化镉(CdS)本实验即采用该种光敏电阻,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,光谱特性,光照特性等 通过本次实验,学生不仅能对光敏电阻的特性有一定的了解,还可以学习到光路的调整方法,有助于学生动手能力的培养. 教学安排： 本实验学时数为4学时。 原理综述： 光照下物体电导率改变的现象称为内光电效应(光导效应)光敏电阻是基于内光电效应的光电元件,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 p n pe ne σμμ?=?+? (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, μΡ为空穴的转移率, μn 为电子的迁移率. 当光敏电阻两端加上电压U 之后,光电流为 ph A I U d σ=? (2) 其中A 为与电流垂直的截面积,d 为电极间的距离,由(1)和(2)可知,光照一定时,光敏电阻两端电压与光电流为线性关系,呈电阻特性,该直线经过零点,其斜率反映在该光照下的阻值状态. 光照特性是指在一定的外加电压下,光敏电阻的光电流与光通量之间的关系.。光电流随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，当入射光很强或很弱时,光敏电阻的光电流与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。 仪器平台： 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
光敏电阻的物理特性
Ⅰ.光敏电阻的物理特性 光敏电阻:常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。Ⅱ.组成特性 光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，又称为光电导探测器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。还有另一种入射光弱，电阻减小，入射光强，电阻增大。 Ⅲ.作用 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）。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。 根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器：紫外光敏电阻器、红外光敏电阻器、可见光光敏电阻器。 Ⅳ.参数特性 （1）光电流、亮电阻。光敏电阻器在一定的外加电压下，当有光照射时，流过的电流称为光电流，外加电压与光电流之比称为亮电阻，常用“100LX”表示。（2）暗电流、暗电阻。光敏电阻在一定的外加电压下，当没有光照射的时候，流过的电流称为暗电流。外加电压与暗电流之比称为暗电阻，常用“0LX”表示。（3）灵敏度。灵敏度是指光敏电阻不受光照射时的电阻值（暗电阻）与受光照射时的电阻值（亮电阻）的相对变化值。 （4）光谱响应。光谱响应又称光谱灵敏度，是指光敏电阻在不同波长的单色光照射下的灵敏度。若将不同波长下的灵敏度画成曲线，就可以得到光谱响应的曲线。 （5）光照特性。光照特性指光敏电阻输出的电信号随光照度而变化的特性。从光敏电阻的光照特性曲线可以看出，随着的光照强度的增加，光敏电阻的阻值
光敏电阻伏安特性、光敏二极管光照特性
光敏传感器的光电特性研究 (FB815型光敏传感器光电特性实验仪) 凡是将光信号转换为电信号的传感器称为光敏传感器，也称为光电式传感器，它可用于检测直接由光照明度变化引起的非电量，如光强、光照度等；也可间接用来检测能转换成光量变化的其它非电量,如零件直径、表面粗糙度、位移、速度、加速度及物体形状、工作状态识别等。光敏传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点,因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用。 光敏传感器的物理基础是光电效应，通常分为外光电效应和内光电效应两大类,在光辐射作用下电子逸出材料的表面,产生光电子发射现象,则称为外光电效应或光电子发射效应。基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。另一种现象是电子并不逸出材料表面的,则称为是内光电效应。光电导效应、光生伏特效应都是属于内光电效应。好多半导体材料的很多电学特性都因受到光的照射而发生变化。因此也是属于内光电效应范畴,本实验所涉及的光敏电阻、光敏二极管等均是内光电效应传感器。 通过本设计性实验可以帮助学生了解光敏电阻、光敏二极管的光电传感特性及在某些领域中的应用。 【实验原理】 1．光电效应: (1）光电导效应: 当光照射到某些半导体材料上时,透过到材料内部的光子能量足够大，某些电子吸收光子的能量，从原来的束缚态变成导电的自由态,这时在外电场的作用下,流过半导体的电流会增大，即半导体的电导会增大,这种现象叫光电导效应。它是一种内光电效应。 光电导效应可分为本征型和杂质型两类。前者是指能量足够大的光子使电子离开价带跃入导带，价带中由于电子离开而产生空穴，在外电场作用下，电子和空穴参与电导，使电导增加。杂质型光电导效应则是能量足够大的光子使施主能级中的电子或受主能级中的空穴跃迁到导带或价带，从而使电导增加。杂质型光电导的长波限比本征型光电导的要长的多。 (２)光生伏特效应: 在无光照时,半导体PN结内部有自建电场。当光照射在PN结及其附近时,在能量足够大的光子作用下，在结区及其附近就产生少数载流子（电子、空穴对）。载流子在结区外时，靠扩散进入结区；在结区中时,则因电场E的作用,电子漂移到N区，空穴漂移到P 区。结果使N区带负电荷,P区带正电荷,产生附加电动势,此电动势称为光生电动势，此现象称为光生伏特效应。 2．光敏传感器的基本特性： 光敏传感器的基本特性则包括:伏安特性、光照特性等。
实验报告 光敏电阻基本特性的测量
告验报实 号：实验成绩：班级：学姓名：同组姓名：实验日期：08/4/14 指导老师：助教15 批阅日期： 光敏电阻基本特性的测量 【实验目的】 1.了解光敏电阻的工作原理及相关的特性。 了解非电量转化为电量进行动态测量的方法。 2.了解简单光路的调整原则和方法. 3.在一定照度下，测量光敏电阻的电压与光电流的关系。4. 在一定电压下，测量光敏电阻的照度与光电流的关系。 5. 【实验原理】 1 光敏电阻的工作原理 在光照作用下能使物体的电导率改变的现象称为内光电效应。本实验所用的光敏 电阻就是基于内光电效的光电元件。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，同时在价带中留下空穴。这样由于材料中载流子个 数增加，使材料的电导率增加。电导率的改变量为： (1) 式中e为电荷电量；为空 为电子的为空穴的迁移率；为电子浓度的改变量；穴浓度的改变量； U后，光电流为 (2) 迁移率。当光敏电阻两端加上电压式中A为与电流垂直的截面积，d为电极间的 距离。 用于制造光敏电阻的材料主要有金属的硫化物、硒化物和锑化物等半导体材料．目前生产的光敏电阻主要是硫化镉．光敏电阻具有灵敏度高、光谱特性好、使用寿命长、稳定性能高、体积小以及制造工艺简单等特点，被广泛地用于自动
化技术 中． 本实验光敏电阻得到的光照由一对偏振片来控制。当两偏振片之间的夹 ，其中：为不加偏振片时的光照，角为D时，光照为为当量偏振片平行时的透明度。 2 光敏电阻的基本特性 光敏电阻的基本特性包括伏-安特性、光照特性、光电灵敏度、光谱特性、频率特性和温度特性等。本实验主要研究光敏电阻的伏-安特性和光照特性。3.附上实验中的光路图: 【实验数据记录、实验结果计算】 1测量光敏电阻的电压与光电流的关系 在调整好光路后，就可以做这一个内容的实验了。下面附上这个实验内容的电路图： 表中记录的数据为的值，单位为
光敏电阻的应用
1. 举例说明光敏电阻的应用（画出原理图及工作过程） 路灯自动点熄控制 由两部分组成：电阻R 、电容C 和二极管D 组成半波整流滤波电路；RCds 光敏电阻和继电器组成光控继电器。路灯接在继电器常闭触点上，由光控继电器来控制路灯的点燃和熄灭．光暗时，光敏电阻的阻值很高，继电器关，灯亮；光亮时，光敏电阻的阻值降低，继电器开，灯灭。 2. 硅光电池的工作原理和等效电路为下图： （a ）光电池工作原理图 （b ）光电池等效电路图 （c ）进一步简化 从图（b ）中可以得到流过负载R L 的电流方程为： )1()1(/0/0--=--==KT qV s E KT qV s p D p e I E S e I I I I I － 其中，S E 为光电池的光电灵敏度，E 为入射光照度，I s0是反向饱和电流，是光电池加反向偏压后出现的暗电流。 当I L ＝0时，R L ＝∞（开路），此时曲线与电压轴交点的电压通常称为光电池开路时两端的开路电压，以V OC 表示，由式（1）解得：
??? ? ??+=1ln 0 I I q kT U p OC 当Ip 》Io 时，)/ln()/(0I I q kT U p OC ≈ 当R L ＝0（即特性曲线与电流轴的交点）时所得的电流称为光电流短路电流， 以Isc 表示，所以 Isc ＝I p ＝Se ·E 从上两式可知，光电池的短路光电流Isc 与入射光照度成正比，而开路电压Uoc 与光照度的对数成正比。 3. 光外差检测只有在下列条件下才可能得到满足： ①信号光波和本征光波必须具有相同的模式结构，这意味着所用激光器应该单频基模运转。 ②信号光和本振光束在光混频面上必须相互重合，为了提供最大信噪比，它们的光斑直径最好相等，因为不重合的部分对中频信号无贡献，只贡献噪声。 ③信号光波和本振光波的能流矢量必须尽可能保持同一方向，这意味着两束光必须保持空间上的角准直。 ④在角准直，即传播方向一致的情况下，两束光的波前面还必须曲率匹配，即或者是平面，或者有相同曲率的曲面。 ⑤在上述条件都得到满足时，有效的光混频还要求两光波必须同偏振，因为在光混频面上它们是矢量相加。 4.光电检测系统的定义：是指对待测光学量或由非光学待测物理量转换成的光学量，通过光电变换和电路处理的方法进行检测的系统。 光电检测系统的构成：光源，照明光学系统，，被测对象，光学变换，光信号匹配处理，光电转换，电信号的放大与处理，计算机，控制，存储和显示等部分。 5.在微弱辐射作用下，光电导材料的光电灵敏度有什么特点？为什么把光敏电阻
实验报告-光敏电阻基本特性的测量
实验报告 姓名：班级：学号：实验成绩： 同组姓名：实验日期：08/4/14 指导老师：助教15 批阅日期： 光敏电阻基本特性的测量 【实验目的】 1.了解光敏电阻的工作原理及相关的特性。 2.了解非电量转化为电量进行动态测量的方法。 3.了解简单光路的调整原则和方法. 4.在一定照度下，测量光敏电阻的电压与光电流的关系。 5.在一定电压下，测量光敏电阻的照度与光电流的关系。 【实验原理】 1 光敏电阻的工作原理 在光照作用下能使物体的电导率改变的现象称为内光电效应。本实验所用的光敏电阻就是基于内光电效的光电元件。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，同时在价带中留下空穴。这样由于材料中载流子个数增加，使材料的电导率增加。电导率的改变量为： (1) 式中e为电荷电量；为空穴浓度的改变量；为电子浓度的改变量；为空穴的迁移率；为电子的迁移率。当光敏电阻两端加上电压U后，光电流为 (2) 式中A为与电流垂直的截面积，d为电极间的距离。 用于制造光敏电阻的材料主要有金属的硫化物、硒化物和锑化物等半导体材料．目前生产的光敏电阻主要是硫化镉．光敏电阻具有灵敏度高、光谱特性好、使用寿命长、稳定性能高、体积小以及制造工艺简单等特点，被广泛地用于自动化技术中．
本实验光敏电阻得到的光照由一对偏振片来控制。当两偏振片之间的夹角为时，光照为，其中：为不加偏振片时的光照，D为当量偏振片平行时的透明度。 2 光敏电阻的基本特性 光敏电阻的基本特性包括伏-安特性、光照特性、光电灵敏度、光谱特性、频率特性和温度特性等。本实验主要研究光敏电阻的伏-安特性和光照特性。3.附上实验中的光路图: 【实验数据记录、实验结果计算】 1测量光敏电阻的电压与光电流的关系 在调整好光路后，就可以做这一个内容的实验了。下面附上这个实验内容的电路图：
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
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：0.01mA 2、光学参数 偏振片口径：35mm
光敏电阻的特性与应用
光敏电阻器的特性和应用 在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。 光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。它在光线的作用下其阻值往往变小，这种现象称为光导效应，因此，光敏电阻又称光导管。 用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，然后接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。光敏电阻的原理结构如图所示。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。入射光消失后，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。 在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光
电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直 流电压，也可以加交流电 压。 基本特性及其主要参数 1、暗电阻、亮电阻 光敏电阻在室温和全暗条件下测得的稳定电阻值称为暗电阻，或暗阻。此时流过的电流称为暗电流。例如MG41-21型光敏电阻暗阻大于等于0.1M。 光敏电阻在室温和一定光照条件下测得的稳定电阻值称为亮电阻或 亮阻。此时流过的电流称为亮电流。MG41-21型光敏电阻亮阻小于等于1k。 亮电流与暗电流之差称为光电流。 显然，光敏电阻的暗阻越大越好，而亮阻越小越好，也就是说暗电流要小，亮电流要大，这样光敏电阻的灵敏度就高。 2、伏安特性 在一定照度下，光敏电阻两端所加的电压与流过光敏电阻的电流之间的关系，称为伏安特性。 由图2.6.2可知，光敏电阻伏安特性近似直线，而且没有饱和现象。受耗散功率的限制，在使用时，光敏电阻两端的电压不能超过最高工作电压，图中虚线为允许功耗曲线，由此可确定光敏电阻正常工作电压。
光敏电阻特性测试实验(精)
光敏电阻特性测试实验 一、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、暗电流测试实验 2、光敏电阻的亮电阻、亮电流测试实验 3、光敏电阻光电流测试实验； 4、光敏电阻的伏安特性测试实验 5、光敏电阻的光电特性测试实验 6、光敏电阻的光谱特性测试实验 7、光敏电阻的时间响应特性测试实验 三、实验仪器 1、光电探测综合实验仪 1个 2、光通路组件 1套 3、光敏电阻及封装组件 1套 4、光照度计 1台 5、2#迭插头对（红色，50cm） 10根 6、2#迭插头对（黑色，50cm） 10根 7、三相电源线 1根 8、实验指导书 1本 四、实验原理 1. 光敏电阻的结构与工作原理 光敏电阻又称光导管，它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。无光照时，光敏电阻值（暗电阻）很大，电路中电流（暗电流）很小。当光敏电阻受到一定波长范围的光照时，它的阻值（亮电阻）急剧减小，电路中电流迅速增大。一般希望暗电阻越大越好，亮电阻越小越好，此时光敏电阻的灵敏度高。实际光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧量级，亮电阻值在几千欧以下。 光敏电阻的结构很简单，图1-1（a）为金属封装的硫化镉光敏电阻的结构图。在玻璃底板上均匀地涂上一层薄薄的半导体物质，称为光导层。半导体的两端装有金属电极，金属电极与引出线端相连接，光敏电阻就通过引出线端接入电路。为了防止周围介质的影响，在半导体光敏层上覆盖了一层漆膜，漆膜的成分应使它在光敏层最敏感的波长范围内透射率最
光敏电阻原理及应用大全
光敏电阻的应用 光敏电阻可广泛应用于各种光控电路，如对灯光的控制、调节等场合，也可用于光控开关，下面给出几个典型应用电路。 1、光敏电阻调光电路 图1是一种典型的光控调光电路，其工作原理是：当周围光线变弱时引起光敏电阻R G的阻值增加，使加 在电容C上的分压上升，进而使可控硅的导通角增大，达到增大照明灯两端电压的目的。反之，若周围的光线变亮，则R G的阻值下降，导致可控硅的导通角变小，照明灯两端电压也同时下降，使灯光变暗，从而实现对灯光照度的控制。 图1光控调光电路 注意：上述电路中整流桥给岀的是必须是直流脉动电压，不能将其用电容滤波变成平滑直流电压，否则 电路将无法正常工作。原因在于直流脉动电压既能给可控硅提供过零关断的基本条件，又可使电容C的充 电在每个半周从零开始，准确完成对可控硅的同步移相触发。 2、光敏电阻式光控开关 以光敏电阻为核心元件的带继电器控制输岀的光控开关电路有许多形式，如自锁亮激发、暗激发及精密亮激发、暗激发等等，下面给岀几种典型电路。 图2是一种简单的暗激发继电器开关电路。其工作原理是：当照度下降到设置值时由于光敏电阻阻值上 升激发VT i导通，VT2的激励电流使继电器工作，常开触点闭合，常闭触点断开，实现对外电路的控制 图2简单的暗激发光控开关 图3是一种精密的暗激发时滞继电器开关电路。其工作原理是：当照度下降到设置值时由于光敏电阻阻值上升使运放IC的反相端电位升高，其输出激发VT导通，VT的激励电流使继电器工作，常开触点闭合, 常闭触点断开，实现对外电路的控制。
光敏电阻原理及应用简介 1、 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； 入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大 。 2、 结构。光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更 多的光能。当它受到光的照射时，半导体片(光 敏层)内就激发 出电子 一空穴对，参与导电，使 电路中电流增强。为了获得高的灵敏度，光敏电 阻的电极常采 用梳状图案， 它是在一定的掩膜下 向光电导薄膜上蒸镀金或铟等金属形成的。 一般 光敏电阻器结构如右图所示。光敏电阻器通常由光敏层、玻璃基片(或树脂防 潮膜)和电极等组成。光敏电阻器在电路中用字母 “R 或“RL ” “RG 表示。 3、 主要参数与特性 。 (1) 光电流、亮电阻。光敏电阻器在一定的外加电压下，当有光照射时， 流过的电流称为光电流，外加电压与光电流之比称为亮电阻，常用 “ 100LX'表 示。 (2) 暗电流、暗电阻。光敏电阻在一定的外加电压下，当没有光照射的时 候，流过的电流称为暗电流。外加电压与暗电流之比称为暗电阻，常用 “ OLX ” 表示。 (3) 灵敏度。灵敏度是指光敏电阻不受光照射时的电阻值(暗电阻)与受 光照射时的电阻值(亮 电阻)的相对变化值。 (4) 光谱响应。光谱响应又称光谱灵敏度，是指光敏电阻在不同波长的单 色光照射下的灵敏 度。若将不同波长下的灵敏度画成曲线，就可以得到光谱响 应的曲线。 (5 )光照特性。光照特性指光敏电阻输出的电信号随光照度而变化的特性。 从光敏电阻的光照 特性曲线可以看出，随着的光照强度的增加，光敏电阻的阻 值开始迅速下降。若进一步增大光照强 度，则电阻值变化减小，然后逐渐趋向 平缓。在大多数情况下，该特性为非线性。 (6) 伏安特性曲线。伏安特性曲线用来描述光敏电阻的外加电压与光电流 的关系，对于光敏器 件来说，其光电流随外加电压的增大而增大。 (7) 温度系数。光敏电阻的光电效应受温度影响较大，部分光敏电阻在低图3精密的暗激发光控开关 附巧届尢植电阻的炸比茂
光敏电阻特性研究
光敏电阻特性研究 【实验目的】 １．了解和掌握光敏电阻的特性 ２．掌握产生和检验偏振光的原理和方法。 ３．进一步学习和掌握调节复杂光路的方法； 【实验仪器与装置】 1000）、光敏电阻、导轨、检偏器、凸透镜（mm f60 =）、光源（光通量lx 磁性滑块、稳压电源、万用电表、导线等 【实验原理】 一、光电效应与光电器件 1.1 光电效应 光电效应可以分为以下三种类型： （1）外光电效应 在光的作用下，物体内的电子逸出物体表面，向外发射的现象叫外光电效应。 只有当光子能量大于逸出功时，即时，才有电子发射出来，即有光 电效应，当光子的能量等于逸出功时，即时，逸出的电子初速度为0， 此时光子的频率为该物质产生外光电效应的最低频率，称为红限频率。 利用外光电效应制成的光电器件有真空光电管、充气光电管和光电倍增管。 （2）光电导效应 在光的作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，引起物体电 阻率的变化，这种现象称为光电导效应。由于这里没有电子自物体向外发射，仅 改变物体内部的电阻或电导，有时也称为内光电效应。与外光电效应一样，要产 生光电导效应，也要受到红限频率限制。 利用光电导效应可制成半导体光敏电阻。 （3）光生伏特效应 在光的作用下，能够使物体内部产生一定方向的电动势的现象叫光生伏特效 应。利用光生伏特效应制成的光电器件有光敏二极管、光敏三极管和光电池等。 各种光电器件都有下述特性：
（1）光电流 光敏元件的两端加一定偏置电压后，在某种光源的特定照度下产生或增加的电流称为光电流。 （2）暗电流 光敏元件在无光照时，两端加电压后产生的电流称为暗电流。 （3）光照特性 当光敏元件加一定电压时，光电流I与光敏元件上光照度E之间的关系，称为光照特性。一般可表示为。 （4）光谱特性 当光敏元件加一定电压时，如果照射在光敏元件上的是一单色光，当入射光功率不变时，光电流随入射光波长变化而变化的关系，称为光谱特性。 光谱特性对选择光电器件和光源有重要意义，当光电器件的光谱特性与光源的光谱分布协调一致时，光电传感器的性能较好，效率也高。在检测中，应选择最大灵敏度在需要测量的光谱范围内的光敏元件，才有可能获得最高灵敏度。 （5）伏安特性 在一定照度下，光电流I与光敏元件两端的电压U的关系称为伏 安特性。 （6）频率特性 在相同的电压和相同幅值的光强度下，当入射光以不同的正弦交变频率调制时，光敏元件输出的光电流I和灵敏度S随调制频率f变化的关系：、称为频率特性。 （7）温度特性 环境温度变化后，光敏元件的光学性质也将随之改变，这种现象称为温度特性。 二、光敏电阻 ①光敏电阻工作原理和结构 光敏电阻是利用光电导效应制成的。制造光敏电阻的材料一般由金属的硫化物、硒化物、碲化物组成。由于光电导效应只限于光照的表面薄层，因此光电导体一般都做成薄层。为了获得高的灵敏度，光敏电阻的电极常采用梳状图案，如图一所示。它是在一定的掩膜下向光电导薄膜上蒸镀金或铟等金属形成的。 为了避免外来干扰，光敏电阻外壳的入射孔上盖有一种能透过所要求光谱范围的透明保护窗（如玻璃）。为了避免光敏电阻的灵敏度受潮湿等因素的影响，将电导体严密封装在金属壳中。如图二所示。
简介光敏电阻的特性
简介光敏电阻的特性 光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。它在光线的作用下其阻值往往变小，这种现象称为光导效应，因此，光敏电阻又称光导管。 用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，然后接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。光敏电阻的原理结构如图所示。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。入射光消失后，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。 在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。 基本特性及其主要参数
1、暗电阻、亮电阻 光敏电阻在室温和全暗条件下测得的稳定电阻值称为暗电阻，或暗阻。此时流过的电流称为暗电流。例如MG41-21型光敏电阻暗阻大于等于0.1M。 光敏电阻在室温和一定光照条件下测得的稳定电阻值称为亮电阻或亮阻。此时流过的电流称为亮电流。MG41-21型光敏电阻亮阻小于等于1k。 亮电流与暗电流之差称为光电流。 显然，光敏电阻的暗阻越大越好，而亮阻越小越好，也就是说暗电流要小，亮电流要大，这样光敏电阻的灵敏度就高。 2、伏安特性 在一定照度下，光敏电阻两端所加的电压与流过光敏电阻的电流之间的关系，称为伏安特性。 由图2.6.2可知，光敏电阻伏安特性近似直线，而且没有饱和现象。受耗散功率的限制，在使用时，光敏电阻两端的电压不能超过最高工作电压，图中虚线为允许功耗曲线，由此可确定光敏电阻正常工作电压。
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
光敏电阻器的特性和应用(精)
光敏电阻器的特性和应用 光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内led/' target='_blank'>光电效应工作的led/' target='_blank'>光电元件。它在光线的作用下其阻值往往变小，这种现象称为光导效应，因此，光敏电阻又称光导管。用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，然后接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。 光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内led/' target='_blank'>光电效应工作的led/' target='_blank'>光电元件。它在光线的作用下其阻值往往变小，这种现象称为光导效应，因此，光敏电阻又称光导管。 用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，然后接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。光敏电阻的原理结构如图所示。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。入射光消失后，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。 在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。 基本特性及其主要参数 1、暗电阻、亮电阻 光敏电阻在室温和全暗条件下测得的稳定电阻值称为暗电阻，或暗阻。此时流过的电流称为暗电流。例如MG41-21型光敏电阻暗阻大于等于0.1M。 光敏电阻在室温和一定光照条件下测得的稳定电阻值称为亮电阻或亮阻。此时流过的电流称为亮电流。MG41-21型光敏电阻亮阻小于等于1k。 亮电流与暗电流之差称为光电流。 显然，光敏电阻的暗阻越大越好，而亮阻越小越好，也就是说暗电流要小，亮电流要大，这样光敏电阻的灵敏度就高。 2、伏安特性
第一章 光敏电阻及其特性1
第1章 光敏电阻及其特性 1.1 光敏电阻的功能与结构 光敏电阻是根据光电导效应制成的光电探测器件，所谓光电导效应就是光电材料受到光辐射后，材料的电导率发生变化。它可以这样理解：材料的电导率、电阻与该材料内部电子受到的束缚力有关，束缚力越大，电子越难自由运动，电导率越小，电阻越大；当电子吸收外来的一定能量的光子后，根据能量守恒原则，动能增加，材料对电子的束缚力减弱，电导率减小，电阻减小。从而等到结论：光敏电阻的阻值会随着光照强弱的变化而变化。光照强，光敏电阻的阻值就小；光照弱，光敏电阻的阻值就大。暗电阻光敏电阻在不受光时的阻值称为暗电阻，亮电阻光敏电阻在受光照射时的电 阻称为亮电阻。 光敏电阻在应用时，通常采用的电路形式 如图1-1所示。R p 为光敏电阻，R L 为负载电阻， V b 为偏置电压，V L 为光敏电阻两端电压。 光敏电阻在使用时呈现一定的电路特性：光 敏电阻的两极加上一定电压后，当光照射在光电 导体时，由光照产生的光生载流子在外加电场作用下沿一定方向运动，在电路中产生电流。光敏电阻的电路特性（电阻、转换效率等）和光电导体长度有关。通常将光敏电阻的光敏面作成蛇形，电极作成梳状，如图1-2所示；这样既可 保证有较大的受光表面，也可以减小电极之间距离， 从而既可减小极间电子渡越时间，也有利于提高灵 敏度。 1.2 光敏电阻的特性 光敏电阻的材料和结构不同，会使光敏电阻 呈现不同的特性。在不同的应用场合下，就应选用不同特性的光敏电阻。光敏电阻的选择通常应考虑光电材料的光谱特性、光电电路的转换效率和响应时间等因素。 1.2.1 光谱特性 光敏电阻的光电导效应不是在任意的光照下都能呈现，只有光子能量大于材料的间接能隙（原子的能级之差）时，光敏电阻才能呈现光电导效应。 光敏电阻与入射光光谱之间的特 图1-1 光敏电阻基本应用电路 图1-2 光敏电阻的电路符号及蛇形结构
实验一--光敏电阻特性实验
实验一 光敏电阻特性实验 实验目的： 1. 了解光敏电阻的工作原理及相关的特性。 2. 了解非电量转化为电量进行动态测量的方法。 3. 了解简单光路的调整原则和方法。 4. 在一定照度下，测量光敏电阻的电压与光电流的关系。 5. 在一定电压下，测量光敏电阻的照度与光电流的关系。 实验原理 : 1. 光敏电阻的结构与工作原理 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， 种均质的半导体光电器件 ,其结构如图 1-1 所示。光敏电阻没 有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也 可以加交流电压。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。 无光照时， 光敏电阻值(暗电阻)很大，电路中电流(暗电流)很小。 当光敏电阻受到一定波长范围的光照时， 它的阻值 (亮电阻) 急剧减小，电路中电流迅速增大。 一般希望暗电阻越大越 好，亮电阻越小越好， 此时光敏电阻的灵敏度高。实际光 敏电阻的暗电阻值一般在兆欧量级， 亮电阻值在几千欧以 下。 2. 光敏电阻的主要参数 (1) 暗电阻：光敏电阻在不受光照射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。 3. 光敏电阻的基本特性 (1) 伏安特性 光敏电阻的伏安特性如图 1-2 所示，不同的光照度可以得到不同的伏安特性，表明电阻 值随光照度发生变化。光照度不变的情况下，电压越高，光电流也越大，光敏电阻的工作电 压和电流都不能超过规定的最高额定值。 图 1-2 光敏电阻的伏安特性曲线 又称为光导管。 是
光敏电阻特性
光敏电阻特性 【实验目的】 1. 了解光敏电阻的基本特性。2.测量光敏电阻的伏安特性曲线和光照特性曲线。 【实验仪器】 DH-CGOP1光电传感器实验仪1套（包括灯泡盒，光敏电阻LDR ，九孔板实验箱,1K 电阻）；DH-VC3直流恒压源1台；万用表1块；导线若干 【实验原理】 光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。它在光线的作用下其阻值往往变小，这种现象称为光导效应，因此，光敏电阻又称光导管。 用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，然后接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。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一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，从而造成光敏电导率增加，电导率的改变量为 p n pe ne σμμ?=?+?\*MERGEFORMAT (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，μp 为空穴的迁移率，μn 为电子的迁移率。当光敏电阻两端加上电压U 后，光电流为 ph A I U d σ=?\*MERGEFORMAT (2) 其中A 为与电流垂直的截面积，d 为电极间的距离。由和可知，光照一定时，光敏电阻两端所加电压与光电流为线性关系，呈电阻特性。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子一空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。 在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。 1.伏安特性
光敏电阻器的特性和应用
光敏电阻器的特性和应用 站长2006-4-2 15:05:30 光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电 元件。它在光线的作用下其阻值往往变小，这种现象称为光导效应，因 此，光敏电阻又称光导管。 用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化 物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄 的光敏电阻体及梳状欧姆电极，然后接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。光敏电阻的原理结构如图所示。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。入射光消失后，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。 在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。 基本特性及其主要参数 1、暗电阻、亮电阻 光敏电阻在室温和全暗条件下测得的稳定电阻值称为暗电阻，或暗阻。此时流过的电流称为暗电流。例如MG41-21型光敏电阻暗阻大于等于0.1M。 光敏电阻在室温和一定光照条件下测得的稳定电阻值称为亮电阻或亮阻。此时流过的电流称为亮电流。MG41-21型光敏电阻亮阻小于等于1k。 亮电流与暗电流之差称为光电流。 显然，光敏电阻的暗阻越大越好，而亮阻越小越好，也就是说暗电流要小，亮电流要大，这样光敏电阻的灵敏度就高。 2、伏安特性 在一定照度下，光敏电阻两端所加的电压与流过光敏电阻的电流之间的关系，称为伏安特性。 由图2.6.2可知，光敏电阻伏安特性近似直线，而且没有饱和现象。受耗散功率的限制，在使用时，光敏电阻两端的电压不能超过最高工作电压，图中虚线为允许功耗曲线，由此可确定光敏电阻正常工作电压。