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1、实验十一、实验十一、光敏电阻的特性研究及光敏电阻的特性研究及光控实验光控实验 山东师范大学大学山东师范大学大学山东师范大学大学山东师范大学大学【实验目的】【实验目的】1.学习光敏电阻的导电机理，测量其照度学习光敏电阻的导电机理，测量其照度特性。特性。2.应用光敏电阻设计自动灯电路。应用光敏电阻设计自动灯电路。3.学生自己应用光敏电阻设计一种电路。学生自己应用光敏电阻设计一种电路。【实验仪器】【实验仪器】型直流单电桥型直流单电桥2.直流稳压电源直流稳压电源3.闭光实验管。在闭光实验管里光敏电阻闭光实验管。在闭光实验管里光敏电阻固定在沿标尺移动的内钢管上，固定在沿标尺移动的内钢管上，9V小灯小灯泡
2、水平照射光敏电阻。泡水平照射光敏电阻。【实验原理】【实验原理】1.光敏电阻的结构与工作原理光敏电阻的结构与工作原理如图所示：如图所示：2.光敏电阻的主要参数光敏电阻的主要参数光敏电阻的主要参数有：光敏电阻的主要参数有：（1）暗电阻）暗电阻:光敏电阻在不受光照射时的光敏电阻在不受光照射时的阻值称为暗电阻，阻值称为暗电阻，此时流过的电流称为此时流过的电流称为暗电流暗电流（2）亮电阻：光敏电阻在受光照射时的电）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阻称为亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。电流。（3）光电流：亮电流与暗电流之差称为光）光电流：亮电流与暗电流之差称为光电流。电
3、流。3.光敏电阻的基本特性光敏电阻的基本特性（1）伏安特性：在一定照度下，流过光）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。图关系称为光敏电阻的伏安特性。图46-2为硫化镉光敏电阻的伏安特性曲线。由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，图可见，光敏电阻在一定的电压范围内，其曲线为直线。其曲线为直线。（2）光照特性：光敏电阻的光照特性是）光照特性：光敏电阻的光照特性是描述光电流和光照强度之间的关系，描述光电流和光照强度之间的关系，不同材料的光照特性是不同的，绝大不同材料的光照特性是
4、不同的，绝大多数光敏电阻光照特性是非线性的。多数光敏电阻光照特性是非线性的。图图46-3为硫化镉光敏电阻的光照特性。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）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，亦称为光谱响为光敏电阻的光谱特性，亦称为光谱响应。对应于不同波长，光敏电阻的灵敏应。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度是不同的，而
5、且不同材料的光敏电阻光谱响应曲线也不同。光谱响应曲线也不同。（4）频率特性：实验证明，光敏电阻的）频率特性：实验证明，光敏电阻的光电流不能随着光强改变而立刻变化，光电流不能随着光强改变而立刻变化，即光敏电阻产生的光电流有一定的惰性，即光敏电阻产生的光电流有一定的惰性，这种惰性通常用时间常数表示。这种惰性通常用时间常数表示。大多大多数的光敏电阻时间常数都较大，数的光敏电阻时间常数都较大，这是这是它的缺点之一。它的缺点之一。不同材料的光敏电阻不同材料的光敏电阻具有不同的时间常数具有不同的时间常数(毫秒数量级毫秒数量级)，因而它们的频率特性也就各不相同。因而它们的频率特性也就各不相同。（5）温度特性
6、：光敏电阻和其它半导体器）温度特性：光敏电阻和其它半导体器件一样，受温度影响较大。温度变化时，件一样，受温度影响较大。温度变化时，影响光敏电阻的光谱响应，同时光敏电阻影响光敏电阻的光谱响应，同时光敏电阻的灵敏度和暗电阻也随之改变，尤其是响的灵敏度和暗电阻也随之改变，尤其是响应于红外区的硫化铅光敏电阻受温度影响应于红外区的硫化铅光敏电阻受温度影响更大。图中硫化铅光敏电阻的光谱温度特更大。图中硫化铅光敏电阻的光谱温度特性曲线，它的峰值随着温度上升向波长短性曲线，它的峰值随着温度上升向波长短的方向移动。的方向移动。4.性能与特点：性能与特点：环氧树脂封装、体积小、反映速度快、可环氧树脂封装、体积小、
7、反映速度快、可靠性好、灵敏度高、光谱特性好。靠性好、灵敏度高、光谱特性好。【实验内容】【实验内容】1.按图连接实验电路。按图连接实验电路。2.根据光照度与距离平方成反比的关系根据光照度与距离平方成反比的关系,选择光敏电阻与光源之间的不同距离选择光敏电阻与光源之间的不同距离,用用QJ23型直流单电桥测量光电阻。用于型直流单电桥测量光电阻。用于灯泡的直流稳压电源电压为灯泡的直流稳压电源电压为9V。3.根据实验数据绘制光电阻随入射光强变根据实验数据绘制光电阻随入射光强变化曲线。化曲线。4.应用光敏电阻的基本电路研究应用光敏电阻的基本电路研究如图所示：如图所示：5.光敏电阻频率特性光敏电阻频率特性按图连接电路：按图连接电路：【数据处理示例】【数据处理示例】表表1 光电阻随入射光强的变化光电阻随入射光强的变化10.0012.0014.0020.0030.0040.0050.0060.00700080.00330.0416.0505.0800.01330193025803291398045501.0000.6940.5100.2500.1110.0620.0400.0280.0200.016