实验2 光电探测之光电二极管特性测试(实验报告)

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1、实验报告实验2光电探测之光电二极管特性测试【实验目的】1.学习掌握光电二极管的工作原理2.学习掌握光电二极管的基本特性3.掌握光电二极管特性测试的方法4.了解光电二极管的基本应用【实验仪器】1.光电探测实验仪，1台本次实验请关注实验仪上的以下模块：（1）光源驱动模块；（2）电子元件部分；（3）光照度计；（4）电流表；（5）电压表；（6）电源模块中的可调直流0~15V部分。2.光通路组件，1套光通路组件由以下部分组成：（1）LED光源；（2）光电二极管封装组件；（3）光照度计探头。3.彩排数据线，1根用于连接“LED光源”和“光源驱动”部分的J2插座。4.红、黑颜色的电路连接线

2、，若干5.数字万用表MS8221型，1台【实验内容与步骤】1.光电二极管暗电流测试实验装置原理框图如图2-2所示，实际操作过程中，光电二极管的暗电流非常小，只有nA数量级。因此，本实验中，采用电路中串联大电阻（图2-2中的RL为20M）的方法，可利用欧姆定律计算出支路中的电流即为所测器件的暗电流I，即：I=U/RL。图2-2光电二极管暗电流测试的电路原理图（1）组装好光通路组件，将照度计与照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑1/6实验报告为负极），将光源调制单元J2与光通路组件光源接口用彩排数据线相连。（2）将单刀双掷开关S2拨到“静态”，将光照度调至最小。（3）将“光

3、照度调节”电位器调到最小（电位器逆时针拧到最左端），连接好光照度计，直流电源调至最小（“幅度调节”电位器逆时针拧到最左端），打开照度计，此时照度计的读数应为0。（4）选用0-15V可调电源，将电压表直接与电源两端相连（或用数字万用表直流电压挡测量），打开电源调节直流电源电位器，使得电压输出为15V，关闭电源。（注意：在下面的实验操作中请不要动电源调节电位器，以保证直流电源输出电压不变）（5）按图2-2所示的电路连接电路图，负载RL选择20M电阻。（6）打开电源开关，等电压表读数稳定后测得负载电阻RL上的压降U，则暗电流I=U/RL。所得的暗电流即为偏置电压在15V时的暗电流.

4、(注:在测试暗电流时,应先将光电器件置于黑暗环境中30分钟以上,否则测试过程中电压表需一段时间后才可稳定)（7）实验完毕，直流电源电位器调至最小,关闭电源，拆除所有连线。（8）将测得的数据记录在下表2-1中，并通过计算估计暗电流的大小。表2-1光电二极管暗电流测试参数负载20M电阻上的电压U（mV）计算流过负载20M电阻的暗电流I（nA）2.光电二极管光电流测试图2-3光电二极管光电流测试电路原理图实验装置原理图如图2-3所示，请首先确保实验仪的电源处于关闭的状态，然后按下面的步骤建立电路连接并测试：（1）组装好光通路组件，将照度计与照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑

5、为负极），将光源调制单元J2与光通路组件光源接口用彩排数据线相连。（2）将电源模块中0~15V直流可调电源的“幅度调节”电位器逆时针拧到最左端，此时输出电压应为0V。（3）将光源驱动模块中的“光照度调节”电位器逆时针拧到最左端，此时光照度值为0LUX。（4）按图2-3连接电路图，直流电源选择0-15V可调电源，RL取1K。2/6实验报告（5）确认电路连接无误后，将实验仪光源驱动部分的单刀双掷开关S2拨到“静态”，打开电源，缓慢调节光照度调节电位器，通过左右切换按钮，将光源颜色切换为白色。（6）直到光照为300lx（约为环境光照），缓慢调节0-15V可调电源直至电压表显示为6V

6、，读出此时电流表的读数，即为光电二极管在偏压6V，光照300lx时的光电流。将以上参数记录到表2-2中。表2-2光电二极管光电流测试参数显示在光照度计上的光照度显示在电压表上的偏压值显示在电流表上的光电流值（LUX）（V）（uA）3003.光电二极管光照特性实验装置原理框图如图2-3所示，请首先确保实验仪的电源处于关闭的状态，然后按下面的步骤建立电路连接并测试：（1）组装好光通路组件，将照度计与照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑为负极），将光源调制单元J2与光通路组件光源接口用彩排数据线相连。（2）将电源模块中0~15V直流可调电源的“幅度调节”电位器逆时针拧到最左端

7、，此时输出电压应为0V。（3）将光源驱动模块中的“光照度调节”电位器逆时针拧到最左端，此时光照度值为0LUX。（4）按图2-3连接电路图，直流电源选择0-15V可调电源，RL取1K。（5）确认电路连接无误后，将实验仪光源驱动部分的单刀双掷开关S2拨到“静态”，打开电源，缓慢调节光照度调节电位器，通过左右切换按钮，将光源颜色切换为白色。（6）将实验仪光源驱动部分的“光照度调节”旋钮逆时针调至最小值0LUX的位置，调节0-15V可调电源电位器，直到显示值为8V左右。（7）继续调节实验仪光源驱动部分的“光照度