光敏电阻延时特性的验证及光强对其影响的探究-论文.pdf

《光敏电阻延时特性的验证及光强对其影响的探究-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第34卷第8期物理实验Vo1．34NO．8PHYSICSEXPERIMENTAT10NAug．，201420l4年8月光敏电阻延时特性的验证及光强对其影响的探究谢音，赵泽龙，李伟，于白茹，梁小冲，李紫源，郝彦军，朱俊(四川大学a．化学工程学院；b．物理科学与技术学院，四川成都610065)摘要：验证r光敏电阻的延时特性，并研究了光强对光敏电阻响应时间的影响．实验表明，光敏电阻存在延时特性，光强改变前的光照强度以及光强改变量都会影响光敏电阻的响应时间．光强初始值越大．响应时间越短；光强改变量越大，响应时间越短．关键词：光敏电阻；延时特性；响应时间；光照强度中图分类号

2、：TN361文献标识码：A文章编号：1005—4642(2014)08—0005—04导的上升和下降有一定的弛豫时间，反映了光生l引言载流子的积累和消失过程．这段弛豫时间又称为光敏电阻是一种使用广泛的光电转换器件，响应时间j．目前，光敏电阻已广泛应用于控制路灯自动点熄2．2实验设计电路、照相机自动曝光电路、照度计、冲床自动断实验中，响应时间由上升时间或下降时间表电器和其他自动控制装置中]．大学物理实验已示，其数值由示波器上直接读出．由示波器测出开展对光敏电阻的伏安特性、光照特性的测定，但的上升时间指光电流从初始值到最后的稳定值的对于其延时特性的测定较少．范佳午等研

3、究了光改变量的10％上升到9O的时间，下降时间指从敏电阻响应时间与照射光照度和波长的关系，其初始值到最后的稳定值的改变量的9O9／6下降到中响应时间是指光强从零突变到某一值时的延迟1O的时间．时问．本实验在验证了光强从零突变时光强与实验中所用到的仪器有：光敏电阻板、测试响应时间的关系后，进一步探究了光强从非零值架、九孔板、DH-VC3直流恒压源、万用表、电阻突变时的情况，指出突变前的光强对其响应时间元件、转接盒、小灯泡、DH1052E数字示波器．利也存在影响．用实验仪器设计测试电路图，其实验原理图如图l所示．2实验原理及设计2．I光敏电阻的原理光电效应分为外光电效

4、应和内光电效应l。]．光敏电阻是利用半导体的内光电效应制成的光敏敏电阻元件．所谓内光电效应是指半导体材料在光线辐射作用下改变其导电率的一种光电效应l：．当内光电效应发生时，光敏电阻吸收的能量使部分价带中的电子跃迁至导带，从而产生自由电子和自L⋯①由空穴，使得其导电性增加，电阻值下降．光照停止后，自由电子和自由空穴逐渐复合，电阻值又迅图1光敏电阻响应时间测试原理图速上升】．基于内光电效应，在光强改变时。光电“第8届全国高等学校物理实验教学研讨会”论文收稿日期：2014一O6—20；修改日期：2014一O7—10作者简介：谢音(1995一)，女，山西运城人，四川大学化

5、学工程学院2012级本科生．指导教师：李伟(1986～)，女，四川内江人，四川I大学物理科学与技术学院助理实验师，硕士，从事大学物理实验的教学辅助工作．第8期谢音，等：光敏电阻延时特性的验证及光强对其影响的探究73．2．2中测定了光强由非零值突变时的上升响应时间和下降响应时间，并且比较了它们的大小，同时计算了上升和下降时间的平均值和光强rI的相对改变率．不同的光强初始值以及光强的相1对变化率可能会对响应时间产生影响，因此分别作出二者与响应时间的曲线图，来进一步探究其．．影响．由光强改变量△E和平均响应时间的数据作图如图4所示．从图4可以看出，光强非零值下的响应关系

6、曲线与零值下的关系曲线很相似，图4△，与△E的关系町以得到相同的结论：光强改变量AE越大，响应时间△，会逐渐减小直至趋于稳定．取光强初始值￡与上升响应时问△作图如图5所示．由图5可见：不同的光强初始值E。也会对响应时间产生影响，光强初始值越大，响应时间越短．因光强相对变化率△E／E同时反映了。△F和E。的影响，因而有必要探究△E／E对的△，影响．取表2中相近的△E／E求平均与相应的△，求平均，处理后的数据如表3所示．8物理实验第34卷本次实验中也存在不足，光强的瞬间改变只表3光强相对变化率对响应时间的影响能通过手动改变灯泡电压开关，开关的快慢可能△E／E1At／m

7、s会影响响应时间的测量．同时由于实验装置的限1．O2196l65．8制，无法实现灯泡电压和光敏电阻与灯泡距离的1．44642287．0同步改变，使得光强不能够实现连续性改变，从而2．48O598129．2限制了一些数据的获取．5．753306l86．24结论由表3数据作图如图6所示．由图6可以看实验表明，光敏电阻存在响应时间，光强改变出，光强的相对变化率越大，则响应时间越长，所量与改变前光强大小均会影响响应时间．光强改以光强的相对变化率是影响光敏电阻响应时间的变量△E是光生载流子积累和消失的推动力，因另一因素．而AE越大，△r越小．光强突变前的初始值E也会对响应时

8、间有影响，