光電傳感器實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)踐——光電二極管特性-資料下載頁(yè)
2025-07-03 19:08本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】常重要，是電子技術(shù)人才培養(yǎng)成長(zhǎng)的必由之路。目的是學(xué)生將課程中所學(xué)的理論與實(shí)踐。緊密結(jié)合，培養(yǎng)獨(dú)立地解決實(shí)際問(wèn)題的能力。學(xué)生必須獨(dú)立完成一個(gè)選題的設(shè)計(jì)任務(wù)。時(shí)間響應(yīng)特性和光譜響應(yīng)特性的測(cè)量；設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)符合要求；系統(tǒng)工作原理圖；參考文獻(xiàn)原文不少于3篇。[2]Donald，北京：電子工業(yè)出版社，20xx。[3]楊經(jīng)國(guó)，等.光電子技術(shù)，成都：四川大學(xué)出版社，1990。[4]梁萬(wàn)國(guó)，等.光電探測(cè)器的設(shè)計(jì)[J]，半導(dǎo)體光電，1998，：51-55。[5]王正清，等.光電探測(cè)技術(shù)[M]，北京：電子工業(yè)出版社，1994，161。
【正文】 錄（描繪出兩個(gè)通道波形）。 （ 7）緩慢調(diào)節(jié)脈沖寬度調(diào)節(jié)，增大輸入脈沖的脈沖信號(hào)的寬度，觀察示波器兩個(gè)通道信號(hào)的變化，并作出實(shí)驗(yàn)記錄（描繪出兩個(gè)通道的波形）并進(jìn)行分析。 （ 8）實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源，拆除導(dǎo)線(xiàn)。 光電二極管光譜特性測(cè)試 當(dāng)不同波長(zhǎng)的入射光照到光電二極管上，光電二極管就有不同的靈敏度。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。 光譜響應(yīng)度是光電探測(cè)器對(duì)單色入射輻射的響 應(yīng)能力。定義為在波長(zhǎng) ? 的單位入射功率的照射下，光電探測(cè)器輸出的信號(hào)電壓或電流信號(hào)。即為 )( )()( ??? PVv ?? 或 )( )()( ??? PIi ?? 式中， )(?P 為波長(zhǎng)為 ? 時(shí)的入射光功率； )(?V 為光電探測(cè)器在入射光功率 )(?P作用下的輸出信號(hào)電壓； )(?I 則為輸出用電流表示的輸出信號(hào)電流。 本實(shí)驗(yàn)所采用的方法是基準(zhǔn)探測(cè)器法，在相同光功率的輻射下，則有 15 )()( ?? ffUUK ??? 式中， fU 為基準(zhǔn)探測(cè)器顯示的電壓值， K為基準(zhǔn)電壓的放大倍數(shù)， )(?f? 為基準(zhǔn)探測(cè)器的響應(yīng)度。取在測(cè)試過(guò)程中 , fU 取相同值 ,則實(shí)驗(yàn)所測(cè)測(cè)試的響應(yīng)度大小由 )()( ?? fU??? 的大小確定 .下圖為基準(zhǔn)探測(cè)器的光譜響應(yīng)曲線(xiàn)。 010 200 400 600 800 1000 1200 1400 圖 8 基準(zhǔn)探測(cè)器的光譜響應(yīng)曲線(xiàn) （ 1）組裝好光通路組件，將照度計(jì)顯示表頭與光通路組件照度計(jì)探頭輸出正負(fù)極對(duì)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(xiàn)相連。 （ 2）“光源驅(qū)動(dòng)單元”的三擲開(kāi)關(guān) BM2 撥到“靜態(tài)特性”，將撥位開(kāi)關(guān) S1， S2，S4， S3， S5， S6， S7 均撥下。 （ 3）將直流電源正負(fù)極直接與電壓表相連，打開(kāi)電源，調(diào)節(jié)電源電位器至電壓表為 10V，關(guān)閉電源。 （ 4）按 如圖 9連接電路圖， RL 取 RL10=100K 歐。 16 圖 9 （ 5）打開(kāi)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(kāi)關(guān)撥向上時(shí) ,照度計(jì)讀數(shù)最小時(shí)照度計(jì)的讀數(shù)E 作為參考。 （注意：請(qǐng)不要同時(shí)將兩個(gè)撥位開(kāi)關(guān)撥上） （ 6） S2 撥上，緩慢調(diào)節(jié)電位器直到照度計(jì)顯示為 E，將電壓表測(cè)試所得的數(shù)據(jù)填入下表，再將 S2 撥下； （ 7）重復(fù)操作步驟（ 6），分別測(cè)試出橙，黃，綠，藍(lán)，紫在光照度 E 下電壓表的讀數(shù)，填入下表。 （ 8）根 據(jù) 所測(cè)試得到的數(shù)據(jù)，做 出 光電二極管 的光譜特性曲線(xiàn) 。 波長(zhǎng)（ 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) 17 七．實(shí)驗(yàn)結(jié)果 1 光電二極管暗電流特性 2．光電二極管光照特性 （ 1）圖 5條件下 光電二極管光照特性0501001502002503003500 200 400 600 800 1000光照度(LX)光生電流(uA)系列1 電源電壓（ V） 暗電流（ mA） 光照度（ Lx） 0 100 300 500 700 800 光生電流（ μ A） 0 493 257 295 314 00 5 10 15 20 25暗電流特性曲線(xiàn)電源電壓( V)暗電流(mA)暗電流（ mA） 18 （ 2）圖 6條件下 光電二極管光照特性0204060801001200 200 400 600 800 1000光照度(LX)光生電流(uA)系列1 光電二極管伏安特性 (1).500LX (2).300LX 光電二極管伏安特性012315 10 5 0偏壓（V）光電流（uA）光電流（uA）光電流（uA） 光照度（ Lx） 0 100 300 500 700 800 光生電流（ μ A） 0 10 40 60 90 100 偏壓（ V） 0 2 4 6 8 10 12 光生電流（ μ A） 0 偏壓（ V） 0 2 4 6 8 10 12 光生電流（ μ A） 0 19 光電二極管 時(shí)間響應(yīng)特性 0 . 10 . 91t 上t 下t( a )( b ) （ a）入射光脈沖方波（ b）響應(yīng)時(shí)間 光電二極管光譜特性測(cè)試 光電二極管光譜特性00 100 200 300 400 500 600 700波長(zhǎng)（nm）光電流（uA）光電流 波長(zhǎng)（ nm） 630 605 585 520 460 400 基準(zhǔn)響應(yīng)度 光電流(U/R)(uA) 20 八 ． 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 通過(guò)此次實(shí)驗(yàn)，我們了解到了光電二極管結(jié)構(gòu)，特性，和工作原理，認(rèn)識(shí)到了光電器件在不同環(huán)境下的性質(zhì)變化以及他們的基本運(yùn)用，掌握了不少光電探測(cè)器件使用的知識(shí)。在此感謝老師的指導(dǎo)和教誨，我們一定會(huì)繼續(xù)努力學(xué)好光電探測(cè)，多動(dòng)腦筋多思考，多動(dòng)手多實(shí)踐，認(rèn)真學(xué)習(xí)理論知識(shí)，以應(yīng)對(duì)社會(huì)的發(fā)展，滿(mǎn)足企業(yè)的需要，爭(zhēng)取做出成績(jī)來(lái)，回饋母校，回報(bào)社會(huì)！ 九 .參考文獻(xiàn) [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， 20xx。 [2]Donald ，北京：電子工業(yè)出版社， 20xx。 [3]楊經(jīng)國(guó)，等 .光電子技術(shù)，成都：四川大學(xué)出版社， 1990。 [4]梁萬(wàn)國(guó)，等 .光電探測(cè)器的設(shè)計(jì) [J]，半導(dǎo)體光電， 1998，（ 19）： 5155。 [5]王正清，等 .光電探測(cè)技術(shù) [M]，北京：電子工業(yè)出版社， 1994， 161。 21
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