《光电检测技术》实验指导书

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1、《光电检测技术》实验指导书丁松南京工业大学自动化学院2006-04-17目录实验一光敏电阻特性实验……………………………………1实验二光敏电阻开关设计实验………………………………4实验三光栅位移实验…………………………………………6实验四面阵CCD电荷耦合器件应用实验——线径测量……9实验五光电二极管、三极管特性实验………………………12实验六光电池特性实验………………………………………16实验一光敏电阻特性实验一．实验目的1.了解光敏电阻的光电特性、伏安特性。二．实验内容1．偏置电压一定时，光敏电阻的阻值和照度的对应关系。2．照度一定时，光敏电阻的偏置电压与

2、其电流的对应关系。3．照度改变时，光敏电阻的偏置电压和电流的对应关系。三．实验设备及仪器1．直流稳压电源。2．光敏电阻。3．相关信号处理单元。四.实验线路及原理光敏电阻是一种当光照射材料表面被吸收后，在其中激发载流子，使材料导电性能发生变化的内光电效应器件。当加上一定电压后，光生载流子在电场的作用下沿一定方向运动在电路中产生电流，达到光电转换的目的。当入射光的照度一定时，电路中的电流与光敏电阻的偏置电压存在一定的关系。由于光激发所产生的载流子会改变光敏电阻的电导值，而在没有光照的情况下热激发所产生的载子同样也会改变光敏的电导值，只是对于光敏电阻而言光电导起主要

3、作用。所以，光敏电阻在光照条件下，总电流由两部分组成：亮电流=光电流+暗电流。-19-光敏电阻单元接线图五.实验方法与步骤1、直流稳压电源置V档，光敏电阻探头用专用导线一端连接后，插入照度实验架上传感器安装孔，导线另一端插入面板上“光敏电阻Ti”插口。2、开启电源及光强开关，并将“光强/加热”开关置5档，此时入射照度最大。同时检查加热开关是否关闭。3、在“光敏电阻单元”如图1-1接线。4、检查接线是否正确。5、关闭光强开关，记下电流表度数（暗电流），将数据记录。随后将“光强/加热”开关置“1”档。6、开启光强开关，记录电流表读数，并逐步将“光强/加热”开关转换

4、到“5”档，记录每一档所对应的电流表读数，并填入下表。光强(档)012345电流(mA)7、将光强/加热开关置于“5”档，直流稳压电源置于V档。8、保持光强/加热开关在“5”档，将“直流稳压电源”分档逐步调整至V，并逐一记下电流表读数并填入下表-19-电压(V)4681012电流(mA)9、将光强/加热开关分别调至“4”和“3”档，重做步骤8，记录电流表读数填入下表光强/加热开关置“4”档电压(V)4681012电流(mA)光强/加热开关置“3”档电压(V)4681012电流(mA)六.实验报告内容与要求1．填写实验数据表格。2．12V偏置电压下的照度-电流曲

5、线。3．5档照度下，光敏电阻的V-I特性曲线。4．4档照度下，光敏电阻的V-I特性曲线。5．3档照度下，光敏电阻的V-I特性曲线。七.思考1．12V偏置电压下的照度-电流曲线可以分析得出照度与电阻的关系如何？2．照度对于光敏电阻的伏安特性有何影响？-19-实验二光敏电阻开关设计实验一．实验目的1.光敏电阻的应用方式。2.光电开关的工作原理。3.LED驱动电路的应用。二．实验内容1.光敏电阻检测电路的使用。2.设计电路控制LED的亮灭。三．实验设备及仪器1.直流稳压电源。2.光敏电阻。3.相关信号处理单元。4.LED指示灯。四.注意事项1.LED指示灯需要接保护

6、电阻，否则极易烧毁。2.晶体管放大电路中集电极不可与电源短接。五.实验线路及原理光敏电阻是一种当光照射材料表面被吸收后，在其中激发载流子，使材料导电性能发生变化的内光电效应器件。当加上一定电压后，光生载流子在电场的作用下沿一定方向运动在电路中产生电流，达到光电转换的目的。当入射光的照度一定时，电路中的电流与光敏电阻的偏置电压存在一定的关系。常用的光敏电阻测量电路有恒流电路和恒压电路。LED驱动电路的相关知识见书本有关章节。六.实验方法与步骤-19-1.参考书本关于光敏电阻检测（恒流/恒压）电路，设计一电路，由实验台光源照度控制LED指示灯的亮灭。2.直流稳压电

7、源置V档，光敏电阻探头用专用导线一端连接后，插入照度实验架上传感器安装孔，导线另一端插入面板上“光敏电阻Ti”插口。3.按预先设计的电路选择合适电路元件搭建开关电路。4.将保护电阻和毫安表与LED串接，便于记录LED中的电流大小。5.光强/加热开关置5档，开启光强/加热开关。6.将光强/加热开关逐步转至4-1档，记录指示灯的亮灭情况填入下表光强(档)012345电流(mA)7.转动光谱调整架测微头使传感器透光狭缝进入光谱带红光一侧。8.转动测微杆，在光谱带内移动狭缝，注意LED指示灯的闪亮情况七.实验报告内容与要求1.绘制设计的光明电阻开关电路。2.实验数据填

8、入表格。八.思考1.控制方式是否只有一