光敏电阻特性测量实验
一、实验目的
1、了解光敏电阻的工作原理和使用方法；
2、掌握光强与光敏电阻电流值关系测试方法；
3、掌握光敏电阻的光电特性及其测试方法；
4、掌握光敏电阻的伏安特性及其测试方法；
5、掌握光敏电阻的光谱响应特性及其测试方法；
6、掌握光敏电阻的时间响应特性及其测试方法。
二、实验内容
1、光强与光敏电阻电流值关系测试；
2、光敏电阻的光电特性的测试；
3、光敏电阻的伏安特性的测试；
4、光敏电阻的光谱响应特性的测试；
5、光敏电阻的时间响应特性的测试。
三、实验仪器
光电技术创新综合实验仪 一台
光敏电阻实验模块 一块
光源输出及测量实验模块 一块
连接导线 若干
四、实验原理
光敏电阻在黑暗的室温条件下，由于热激发产生的载流子使它具有一定的电导，该电导称为暗电导，其倒数为暗电阻，一般的暗电导值都很小（或暗电阻阻值都很大）。当有光照射在光敏电阻上时，它的电导将变大，这时的电导称为光电导。电导随光照量变化越大的光敏电阻，其灵敏度就越高，这个特性就称为光敏电阻的光电特性，也可定义为光电流与照度的关系。
光敏电阻在弱辐射和强辐射作用下表现出不同的光电特性（线性和非线性），实际上，它的光电特性可用在“恒定电压”下流过光敏电阻的电流，与作用到光敏电阻上的光照度E的关系曲线来描述，不同材料的光照特性是不同的，绝大多数光敏电阻光照特性是非线性的。
光敏电阻的本质是电阻，符合欧姆定律，因此它具有与普通电阻相似的伏安特性。在一定的光照下，加到光敏电阻两端的电压与流过光敏电阻的亮电流之间的关系称为光敏电阻的伏安特性。
图1-1 光敏电阻的符号和连接
五、实验注意事项
1、打开电源之前，将“电源调节”处旋钮逆时针调至底端；
2、实验操作中不要带电插拔导线，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；
3、若照度计、电流表或电压表显示为“1＿”时说明超出量程，选择合适的量程再测量；
4、严禁将任何电源对地短路。
六、实验步骤
组装好光源、遮光筒和光敏电阻结构件探头，如图1-2所示：
图1-2 光路结构示意图
1、实验测试电路如图1-3所示：
图1-3 光强与光敏电阻电流值关系测试电路
2、打开实验箱电源，调节照度计“调零”旋钮，至照度计显示为“000.0”为止，关闭实验箱电源；
3、J13连接实验仪主板0—12V2，实验仪主板GND2与GND相连。12V2、GND2分别连接实验箱上电压表的正负插孔，J7、J8分别连接实验箱上的光敏电阻结构件黄、蓝插孔，同时将套筒红、黑插孔与照度计红、黑插孔相连；
4、打开实验箱电源，按下K1，K2开关，同时保证其余开关都弹起；
5、将光源及测量实验模块插入主机箱体的插槽中。航空插座FLED-IN与全彩灯光源套筒相连接。打开光源及测量实验模块电源开关K1，将S1，S2，S3开关向上拨，使光照强度为0，即照度计显示为0，调节模块上的W5，使TP3电压为0；
6、将S1，S2，S3开关向下拨，将可调电源电压调为5V，光源颜色选为白光，用示波器CH1和CH2分别观察TP1和TP3的电压。（当J11、J12连接（0V，0V）、（5V，0V）、（0V，5V）、（5V，5V）时分别调节W2，W3，W4，W6可改变TP3点电压，TP3点为V-I曲线分析的电压输出）；
7、保持“电源调节”旋钮不旋动，按“照度加”或“照度减”，测量照度为100Lx、150Lx、200Lx、250Lx、300Lx、350Lx、400Lx、450Lx、500Lx、550Lx、600Lx分别对应的电压值U（TP1点的电压），R25=100按照I=U/R25计算电流值，RL=(U1-U)/I计算电阻值(U1为可调偏压)，且将实验数据记录于表1-1中：
表1-1 5V偏压下，光强与光敏电阻阻值关系测量
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照度（Lx） |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
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电压U（V） |
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电流I（mA） |
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电阻RL（KΩ） |
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8、改变电源供电偏压，分别记录电压为8V、10V时，不同光照度下对应的电流值，并分别记录于表1-2及表1-3中：
表1-2 8V偏压下，光敏电阻光电特性测试
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照度（Lx） |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
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电压U（V） |
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电流I（mA） |
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表1-3 10V偏压下，光敏电阻光电特性测试
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照度（Lx） |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
550 |
600 |
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电压U（V） |
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电流I（mA） |
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9、保持照度为100Lx不变，调节电源供电偏压，使供电偏压为1V、2V、3V、4V、5V、6V、7V、8V、9V、10V，分别记录对应的电流值，并记录表1-4中：
表1-4 100Lx照度，光敏电阻伏安特性测试
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偏压U1（V） |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
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电流I（mA） |
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U1-U（V） |
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10、按“照度加”，调节使光照为200Lx、300Lx、400Lx、500Lx、600Lx，记录同一光照不同电压下对应的电流值，并分别记录表1-5至表1-9中：
表1-5 200Lx照度，光敏电阻伏安特性测试
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偏压U1（V） |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
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电流I（mA） |
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U1-U（V） |
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表1-6 300Lx照度，光敏电阻伏安特性测试
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偏压U1（V） |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
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电流I（mA） |
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U1-U（V） |
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表1-7 400Lx照度，光敏电阻伏安特性测试
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偏压U1（V） |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
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电流I（mA） |
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U1-U（V） |
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表1-8 500Lx照度，光敏电阻伏安特性测试
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偏压U1（V） |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
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电流I（mA） |
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U1-U（V） |
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表1-9 600Lx照度，光敏电阻伏安特性测试
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偏压U1（V） |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
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电流I（mA） |
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U1-U（V） |
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11、使可调电源偏压调为5V分别测量不同颜色光在100Lx光照强度下，光敏电阻的电流值，将各个光源100lx照度下光敏电阻的电流值记录在表1-10中：
表1-10 光敏电阻光谱特性测试
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光源指示 |
1(红色) |
2(橙色) |
3(黄色) |
4(绿色) |
5(青色) |
6(蓝色) |
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电流(mA) |
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12、将S1，S2，S3开关向上拨，将可调电源电压调为5V。将光源及测量实验模块的J16与光源及测量实验模块的J17，J18，J19插座相连接。观察光源及测量实验模块的J16点波形和光敏电阻实验模块TP1点波形，分析光敏电阻的时间响应特性；
13、将“电源调节”旋钮逆时针旋至不可调位置，关闭实验箱电源。
