实验报告-光敏电阻基本特性的测量

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1、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

2、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：Δσ=Δp×e×μp+Δn×e×μn(1)式中e为电荷电量；Δp为空穴浓度的改变量；Δn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Iph=Ad×Δσ×U(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、

3、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Φ由一对偏振片来控制。当两偏振片之间的夹角为α时，光照Φ为Φ=Φ0Dcosα，其中：Φ0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

4、上这个实验内容的电路图：表中记录的数据为Iph的值，单位为mAαU(V)0∘30∘60∘90∘00.00.00.000.00012.72.21.280.06525.44.52.580.13838.27.03.770.201411.09.55.050.271513.812.06.260.339616.814.67.510.407719.817.28.750.484822.819.910.010.551925.922.611.320.6191029.025.412.630.6871132.128.213.930.75712

5、35.231.015.350.836下面绘出各个照度对应的U~Iph曲线α=0∘时：线性拟合结果如下：Y=A+B*XParameterValueErrorA0.179520.05409B0.339770.00266------------------------------------------------------------RSDNP0.999660.105443<0.0001所以此时Ｒ＝ 339Ωα=30∘时：线性拟合结果如下：Y=A+B*XParameterValueErrorA0.253690.0669B

6、0.384860.00376RSDNP0.999480.1315713<0.0001所以此时Ｒ＝ 385Ωα=60∘时线性拟合结果如下：Y=A+B*XParameterValueErrorA0.02520.03197B0.789030.00358RSDNP0.999890.0611713<0.0001------------------------------------------------------------所以此时Ｒ＝ 789Ωα=90∘时线性拟合结果如下：Y=A+B*XParameterValueErro

7、rA0.065680.02854B14.406370.05862RSDNP0.999910.0548913<0.0001所以此时Ｒ＝ 14406Ω对上面实验结果的一点分析：1.可以发现,当α=90∘时，即光照最弱时，光敏电阻的阻值很大，可达一万四千多欧姆，随着光照的加强时，光敏电阻的阻值在不断减小，在α=0∘时，即在当时的最强光照时，光敏电阻的阻值已经降到了三百余欧姆，可见其变化幅度很大。据查资料显示，在完全黑暗时，光敏电阻的阻值甚至可达几兆欧姆，而在更强的光下，其阻值会更小。2.还有重要的一点是，我们从“马吕斯定律”

8、知道，这里光照强度与cosα2成正比，所以根据这几个数据点可以发现光敏电阻的阻值随光照强度的变化“似乎”不是线性的，这也是这个实验下面将要验证的内容。2测量光敏电阻的照度与光电流的关系首先调整好光路与电路，便可开始测量，整张数据表格将在下一页中显示。表中记录的数据为Iph的值，单位为mAU(V)α135120∘2.627.9113