光電傳感器實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計與實(shí)踐——光電二極管特性-全文預(yù)覽
【正文】 驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源，拆除導(dǎo)線。定義為在波長的單位入射功率的照射下，光電探測器輸出的信號電壓或電流信號。 圖8 基準(zhǔn)探測器的光譜響應(yīng)曲線（1）組裝好光通路組件，將照度計顯示表頭與光通路組件照度計探頭輸出正負(fù)極對應(yīng)相連（紅為正極，黑為負(fù)極），將光源調(diào)制單元J4與光通路組件光源接口使用彩排數(shù)據(jù)線相連。圖9（5）打開電源，緩慢調(diào)節(jié)光照度調(diào)節(jié)電位器到最大，依次將S2，S3，S4，S5，S6，S7撥上后撥下，記下當(dāng)上述開關(guān)撥向上時,照度計讀數(shù)最小時照度計的讀數(shù)E作為參考。在此感謝老師的指導(dǎo)和教誨，我們一定會繼續(xù)努力學(xué)好光電探測，多動腦筋多思考，多動手多實(shí)踐，認(rèn)真學(xué)習(xí)理論知識，以應(yīng)對社會的發(fā)展，滿足企業(yè)的需要，爭取做出成績來，回饋母校，回報社會！[1]楊小麗，光電子技術(shù)基礎(chǔ)，北京：北京郵電大學(xué)出版社，2005。[5]王正清，[M]，北京：電子工業(yè)出版社，1994，161。[3]楊經(jīng)國，成都：四川大學(xué)出版社，1990。波長（nm）紅（630） 橙（605）黃(585)綠（520）藍(lán)（460）紫（400）基準(zhǔn)響應(yīng)度光電流(U/R)（8）根據(jù)所測試得到的數(shù)據(jù)，做出光電二極管的光譜特性曲線。（3）將直流電源正負(fù)極直接與電壓表相連，打開電源，調(diào)節(jié)電源電位器至電壓表為10V，關(guān)閉電源。本實(shí)驗(yàn)所采用的方法是基準(zhǔn)探測器法，在相同光功率的輻射下，則有 式中，為基準(zhǔn)探測器顯示的電壓值，K為基準(zhǔn)電壓的放大倍數(shù)，為基準(zhǔn)探測器的響應(yīng)度。本實(shí)驗(yàn)儀采用高亮度LED（白、紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫）作為光源，產(chǎn)生400～630nm離散光譜。（6）觀察示波器兩個通道信號，緩慢調(diào)節(jié)直流電源電位器直到示波器上觀察到信號清晰為止，并作出實(shí)驗(yàn)記錄（描繪出兩個通道波形）。（3）按圖7所示的電路連接電路圖，負(fù)載RL選擇RL=1K歐。并進(jìn)行比較（8）實(shí)驗(yàn)完畢，將光照度調(diào)至最小，直流電源調(diào)至最小，關(guān)閉電源，拆除所有連線。（5）打開電源順時針調(diào)節(jié)照度調(diào)節(jié)旋鈕，使照度值為500Lx，保持光照度不變，調(diào)節(jié)電源電壓電位器，使反向偏壓為0V、2V，4V、6V、8V、10V、12V時的電流表讀數(shù)，填入下表，關(guān)閉電源。光電二極管伏安特性實(shí)驗(yàn)裝置原理框圖如圖4所示。（7）打開電源，順時針調(diào)節(jié)該光照度調(diào)節(jié)旋鈕，增大光照度值，分別記下不同照度下對應(yīng)的光生電流值，填入下表。打開電源，調(diào)節(jié)直流電源電位器，直到顯示值為8V左右，順時針調(diào)節(jié)光照度調(diào)節(jié)電位器，增大光照度值，分別記下不同照度下對應(yīng)的光生電流值，填入下表。（1）組裝好光通路組件，將照度計顯示表頭與光通路組件照度計探頭輸出正負(fù)極對應(yīng)相連（紅為正極，黑為負(fù)極），將光源調(diào)制單元J4與光通路組件光源接口使用彩排數(shù)據(jù)線相連。（3）按圖5連接電路圖， RL取RL4=1K歐。(注:在測試暗電流時,應(yīng)先將光電器件置于黑暗環(huán)境中30分鐘以上,否則測試過程中電壓表需一段時間后才可穩(wěn)定)（7）實(shí)驗(yàn)完畢，直流電源調(diào)至最小,關(guān)閉電源，拆除所有連線。（2）“光源驅(qū)動單元”的三擲開關(guān)BM2撥到“靜態(tài)特性”，將撥位開關(guān)S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7均撥下。六、實(shí)驗(yàn)步驟下面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為光電二極管的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)之前請拆卸結(jié)構(gòu)件，將光電二極管結(jié)構(gòu)件裝入對應(yīng)光器件插座中。一般用相對響應(yīng)表示，實(shí)驗(yàn)中光電二極管的響應(yīng)范圍為400~1100nm，峰值波長為800~900nm，由于實(shí)驗(yàn)儀器所提供的波長范圍為400~650nm，因此，實(shí)驗(yàn)所測出的光譜響應(yīng)曲線呈上升趨勢。即當(dāng)入射輻射到光電探測器后或入射輻射遮斷后，光電探測器的輸出升到穩(wěn)定值或下降到照射前的值所需時間稱為響應(yīng)時間。光電二極管的伏安特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：I=I0[1－exp (qV/kT)]＋I(xiàn)L其中I0是無光照的反向飽和電流，V是二極管的端電壓（正向電壓為正，反向電壓為負(fù)），q為電子電荷，k為波耳茲常數(shù)，T為PN結(jié)的溫度，單位為K，IL為無偏壓狀態(tài)下光照時的短路電流，它與光照時的光功率成正比。（2）光電流光電二極管在一定偏壓，當(dāng)有光電照的情況下，所測得的電流值即為光電二極管在某特定光照下的光電流。 我們知道，PN結(jié)加反向電壓時，反向電流的大小取決于P區(qū)和N區(qū)中少數(shù)載流子的濃度，無光照時P區(qū)中少數(shù)載流子(電子)和N區(qū)中的少數(shù)載流子(空穴)都很少，因此反向電流很小。通常把丹倍效應(yīng)和光磁電效應(yīng)成為體積光生伏特效應(yīng)。這種現(xiàn)象是最重要的一類光生伏特效應(yīng)。光敏二極管的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)，和光敏電阻的差別僅在于光線照射在半導(dǎo)體PN結(jié)上，PN結(jié)參與了光電轉(zhuǎn)換過程。光敏二極管和光電池一樣，其基本結(jié)構(gòu)也是一個PN結(jié)。例如，鍺光敏二極管與硅光敏二極管相比，它在紅外光區(qū)域有很大的靈敏度，如圖所示。光敏二極管的種類很多，就材料來分，有鍺、硅制作的光敏二極管，也有III－V族化合物及其他化合物制作的二極管。15
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1