光电池实验总结

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划光电池实验总结　　硅光电池的线性响应　　【实验目的】　　1.了解光电池线性响应的实用意义；　　2.学习和掌握测定硅光电池线性工作范围的一种方法。　　【实验仪器】　　溴钨灯，尼科尔棱镜一对，硅光电池，灵敏电流计，电阻箱二只，直流稳压电源，聚光透镜，电键　　【实验原理】　　硅光电池是利用光生伏打效应设计的一种半导体光电探测器，其特点是不需要外加电源。硅光电池的结构如图1(a)所示。半导体硅受光照时，硅中形成电子—空穴对，电子被结电压吸入半透明金属膜，因而结电压降低，金属膜变成负电势，金

2、属基极对透明金属膜层为正电势，这个电势差值与入射光通量有关。如果用导线接入电流计，就会产生光电流。如果光电流的大小与入射光通量有线性关系，则用光电池探测光信号强度，可进行客观、准确而不失真的测量。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　线性响应是光电探测器的重要性能指标之一，也是实际使用光电池时必须保持的正常工作条件。但是在测量各种光信号的强度时，信号强度变化幅度可能较为悬殊，因此使用光电池前

3、，必须了解它的线性响应的强度范围。硅光电池的等效电路如图1(b)所示。它与电池一样有一个内阻R?，同时还相当于一个平板电容C，C与R?并联，R表示硅光电池的负载电阻，当入射光通量?照射到硅表面时，产生光电流为i，其中一部分i1流过R?，另一部分i2流过R，则　　i?i1?i2　　图1　　S　　?i　　?　　而在外电路中测量到的光电流为i2，因光电池的积分灵敏度为　　因此可计算得　　i2?S?R?　　(R??R)　　由于半导体的特性，硅光电池的内阻R?随入射光通量?而变，?增大时，R?变小。严格地讲，i2与?无线性关系，而当R较小时，R?的变化对i2影响较小，i2与?接近线性关系。因此，在实际

4、使用中，要选用低内阻的电流计作测量仪表，或用补偿平衡电路。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　如图2所示，平行光通过起偏棱镜N1后，形成强度为I0的平面偏振光，其偏振方向平行于棱镜的主截面，如果使该平面偏振光再通过检偏器棱镜N2，由马吕斯定律可知，通过N2的透射光强I为　　I?I0cos　　2　　?　　式中?为两偏振棱镜主截面之间的夹角。由式可见，透过N2的光强随?的不同而变化。现将该透射

5、光照射在光电池上，假设硅光电池的工作范围处于线性响应区域，则由硅光电池产生的光电流i应与入射光的强度I成正比，即i=c1I，将此关系代入式，得　　i?c2cos　　2　　?　　(　　c2?c1I0)　　将上式两侧取对数，则lgi?lgc2?2lgcos?即变量下，存在线性关系，电流值i,作线，但其中有一段　　应的电流变化范围，就是该硅光电池的线形工作区域。　　图2　　i?c1I　　和间在成立条件　　且斜率为2。测量不同?角时的　　lgi?lgcos?目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略

6、的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　图线，一般它为曲　　是斜率为2的直线，该段直线对　　【实验内容】　　1.按图3安置实经透镜L后射出平行到待测硅光电池Pc上，值。　　图3　　验装置，光源S为溴钨灯，光，经过尼科尔棱镜，照射灵敏电流计G显示出光电流　　2.由于半导体硅的固有特性，硅光电池的内阻随入射光强增大而减少，硅光电池产生的光电流除与入射光强有关外，还与外电路负载电阻有关。根据光电池的等效电路分析可知，外负载电阻愈小，光电池的线性响应愈高。若用灵敏电流计显示，则外负载电阻即电流计内阻　　Rg　　，所以应选用低内阻的灵敏电流计。

7、在具体测量时，光电流变化范围较大，须改变电　　Rg　　流表的量程，为使量程改变时外接电阻总阻值不变，可采用图3所示的电路，即先将R1与串联，再和R2并联后接入光电池电路，当满足关系式　　R1?(n?1)Rg　　等。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安