实验三 光敏电阻光控开关讲述

《实验三 光敏电阻光控开关讲述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、实验三光敏电阻光控开关、光控灯实验一、实验目的1、了解和掌握光敏电阻的工作原理及应用性2、了解和掌握光控开关电路原理二、实验内容1、光敏电阻光控开关、光控灯实验2、设计性实验三、实验仪器1、光电创新综合实验平台2、特性测试模块3、光源特性测试模块4、开放性实验模块二5、连接导线四、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

2、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，下图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大。为了提高灵敏度，光敏电阻的电极一般采用梳状图案，

3、如图1(b)所示。图1(c)为光敏电阻的接线图。(a)光敏电阻结构；(b)光敏电阻电极；(c)光敏电阻接线图图1光敏电阻的结构与原理2、本实验通过改变照射到光敏电阻上光强大小来控制继电器的开关状态，从而控制发光二极管指示灯的亮和灭，原理如图2所示。图2光敏电阻光控开关、光控灯电路工作原理：电路接通后，改变照射到光敏电阻上的光强，当光强发生变化时，光敏电阻的阻值跟着发生变化，导致Q1三极管的基极电压随光强发生变化，致使Q2三极管的基极电流发生变化，从而使继电器的工作状态发生变化，起到开关控制的作用。当照射到光敏电阻光敏区的光强较强时，其阻值变

4、小，Q1三极管的基极电压变小，继电器断开，LED1熄灭；光强较弱时，其阻值变小，Q1三极管的基极电压变大，继电器闭合，LED1变亮。五、实验步骤1、开放性实验模块二的+5V和GND连接到台体的+5V和GND上。2、参照图2使用2#台阶线，利用特性测试模块的电阻和开发性实验模块二的电路及元器件自行搭建电路。(继电器的保护二极管D1在继电器上已经接好，试验中无需再连接继电器接口，继电器接口如图3所示)。3、原理图中光敏电阻的位置连接到光敏电阻套筒的黄蓝插座上，光敏电阻红黑插座与照度计红黑插座相连，光源采用光源特性测试模块的全彩灯光源。4、按下开

5、放性实验模块二电源开关K1，调节光源强度，观察实验现象是否和实验原理所描述的结果相一致。图3继电器电路六、注意事项1、不得扳动面板上面元器件，以免造成电路损坏，导致实验仪不能正常工作。2、实验操作中不要带点插拔导线，应该在熟悉原理后，按照电路图连接，检查无误后，方可打开电源进行实验。七、实验报告要求根据实验现象是否和实验原理所描述的结果相一致。八、思考题使用光敏三极管进行光控开关的设计，电路可以参考被实验，参数需要重新确定。实验四光敏二极管特性测量实验一、实验目的1、了解和掌握光敏二极管的工作原理和应用性2、掌握光敏二极管的光照特性及测试方

6、法3、掌握光敏二极管的伏安特性及测试方法二、实验内容1、光敏二极管的光照特性及测量2、光敏二极管的伏安特性及测量三、实验仪器1、光电创新综合实验平台2、特性测试模块3、光源特性测试模块4、连接导线四、实验原理1、光敏二极管的结构与工作原理光敏二极管的核心部分是一个PN结，和普通二极管相比有很多共同之处，它们都有一个PN结，因此均属于单向导电性的非线性元件。但光敏二极管作为一种光电器件，也有它特殊的地方。例如，光敏二极管管壳上的一个玻璃窗口能接收外部的光；光敏二极管PN结势垒区很薄，光生载流子的产生主要在PN结两边的扩散区，光电流主要来自扩散

7、电流而不是漂移电流；又如，为了获得尽可能大的光电流，PN结面积比普通二极管要大的多，而且通常都以扩散层作为受光面，因此，受光面上的电极做的很小。为了提高光电转换能力，PN结的深度较普通二极管浅。图1为光敏二极管外形图（a）、结构简图（b）、符号（c）和等效电路（d）。图1光敏二极管光敏二极管在电路中一般是处于反向工作状态，见图2，在没有光照射时，反向电阻很大，反向电流很小（一般小于0.1微安），这个反向电流称为暗电流。当光照射在PN结上，光子打在PN结附近，使PN结附近产生光生电子和光生空穴对，称为光生载流子。它们在PN结处的内电场作用下做

8、定向运动，形成光电流。光的照度越大，光电流越大。如果在外部电路上接上负载，负载上就获得了电信号。因此光敏二极管在不受光照射时处于截止状态，受光照时处于导通状态。图2光敏二极管工作