【正文】 電效應(yīng)受溫度影響較大，部分光敏電阻在低溫下的光電靈敏較高，而在高溫下的靈敏度則較低。額定功率是指光敏電阻用于某種 線路中所允許消耗的功率，當(dāng)溫度升高時(shí)，其消耗的功率就降低。 在本征半導(dǎo)體中，電子未獲得其它能量之前處于基態(tài)，價(jià)帶充滿著電子，導(dǎo)帶沒有電子，而因晶體缺陷產(chǎn)生的能級(jí)又不能激發(fā)自由電子時(shí)，則這些材料的電阻是較大的。這是由本征光吸收所引起的光電導(dǎo)效應(yīng)，這種光電導(dǎo)效應(yīng)的長波閾值可由式 /SPTl = D D （ um）給出。此外，產(chǎn)生光電導(dǎo)效應(yīng)的材料還有一個(gè)短波閾值，它由價(jià)帶底邊和導(dǎo)帶頂邊之間的能量差決定，當(dāng)入射光波長超出短波閾值時(shí)，光子能量就會(huì)使電子躍出導(dǎo)帶頂。 在摻雜半導(dǎo) 體中，除了本征光電導(dǎo)外，還存在雜質(zhì)光電導(dǎo)。對(duì) N 型半導(dǎo)體來說，由于其施主能帶靠近導(dǎo)帶很近，所以施主能帶中的電子很容易從光子獲得足夠的能量進(jìn)入導(dǎo)帶而參與導(dǎo)電。但應(yīng)該指出，由于摻入半導(dǎo)體中的雜質(zhì)原子數(shù)目比起半導(dǎo)體本來的原子數(shù)目要少得多，所以雜質(zhì)光電導(dǎo)比本征光電導(dǎo)微弱。這是由于發(fā)生本征光電導(dǎo)時(shí)電子從 價(jià)帶穿越禁帶而躍入導(dǎo)帶，而雜質(zhì)光電導(dǎo)時(shí)施主能帶電子躍入導(dǎo)帶和價(jià)帶電子躍入受主能帶。在 半導(dǎo)體 光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻，為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極，接出引線，封裝在具有透光鏡的密封殼體內(nèi)，以免受潮影響其 靈敏度 。光照愈強(qiáng)，阻值愈低。在光敏電阻兩端的金屬電極加上電壓，其中便有電流通過，受到波長的光線照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的增強(qiáng)而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶 內(nèi)載流子數(shù)目的多少。實(shí)際上，大多數(shù)光敏電阻的暗電阻往往超過 1MΩ，甚至高達(dá) 100MΩ，而亮電阻即使在正常白晝條件下也可降到 1kΩ以下，可見光敏電阻的靈敏度是相當(dāng)高的。 光電技術(shù)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 8 實(shí)驗(yàn)一 光敏電阻特性測(cè)量實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解光敏電阻的工作原理和使用方法； 掌握光強(qiáng)與光敏電阻電流值關(guān)系測(cè)試方法； 掌握光敏電阻的光電特性及其測(cè)試方法； 掌握光敏電阻的伏安特性及其測(cè)試方法； 掌握光敏電阻的光譜響應(yīng)特性及其測(cè)試方法； 掌握光敏電阻的時(shí)間響應(yīng)特性及其測(cè)試方法。 三、實(shí)驗(yàn)儀器 光電技術(shù)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)儀 一臺(tái) 光敏電阻實(shí)驗(yàn)?zāi)K 一塊 光源輸出及測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)K 一塊 連接導(dǎo)線 若干 四、實(shí) 驗(yàn)原理 光敏電阻在黑暗的室溫條件下，由于熱激發(fā)產(chǎn)生的載流子使它具有一定的電導(dǎo)，該電導(dǎo)稱為暗電導(dǎo)，其倒數(shù)為暗電阻，一般的暗電導(dǎo)值都很小（或暗電阻阻值都很大）。電導(dǎo)隨光照量變化越大的光敏電阻，其靈敏度就越高，這個(gè)特性就稱為光敏電阻的光電特性，也可定義為光電流與照度的關(guān)系。 光敏電阻的本質(zhì)是電阻，符合歐姆定律，因此它具有與普通電阻相似的伏安特性。 光電技術(shù)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 9 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 9 J u n 200 8 S he e t of F i l e : C : \ P r ogr a m F i l e s \ D e s i gn E x pl or e r 99 S E \ E xa m pl e s \ Z Y D T 08 05 20\ Z Y D T 08 05 2 r a w n B y :ERLRgIU 圖 11 光敏電阻的符號(hào)和連接 五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 打開電源之前， 將 “ 電源調(diào)節(jié) ” 處 旋鈕逆時(shí)針調(diào)至底端； 實(shí)驗(yàn)操作中不要帶電插拔導(dǎo)線，應(yīng)該在熟悉原理后，按照電路圖連接，檢查無誤后，方可打開電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)； 若照度計(jì)、電流表或電 壓表顯示為 “1＿ ”時(shí)說明超出量程，選擇合適的量程再測(cè)量； 嚴(yán)禁將任何電源對(duì)地短路。 12V GND2分別連接實(shí)驗(yàn)箱上電壓表的正負(fù)插孔， J J8分別連接實(shí)驗(yàn)箱上的光敏電阻結(jié)構(gòu)件黃、藍(lán)插孔，同時(shí)將套筒紅、黑插孔與照度計(jì)紅、黑插孔相連； 打開實(shí)驗(yàn)箱電源，按下 K1， K2開關(guān)，同時(shí)保證其余開關(guān)都彈起； 將光源及測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)K插入主機(jī)箱體的插槽中。 打開 光源及測(cè)量實(shí)驗(yàn) 模塊電源開關(guān) K1， 將 S1， S2， S3開關(guān)向上撥，使光照強(qiáng)度為 0，即照度計(jì)顯示為 0，調(diào)節(jié)模塊上的 W5，使 TP3電壓為 0； 將 S1， S2， S3開關(guān)向下?lián)?，將可調(diào)電源電壓調(diào)為 5V，光 源顏色選為白光，用示波器CH1和 CH2分別觀察 TP1和 TP3的電壓。將光源及測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)K的 J16與光源及測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)K的 J17， J18， J19插座相連接。 光電技術(shù)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 13 實(shí)驗(yàn)二 簡單暗激發(fā)光控調(diào)光電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 加深了解光敏電阻的工作原理及應(yīng)用性 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 簡單的暗激發(fā)光控調(diào)光電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 三、實(shí)驗(yàn)儀器 光電技術(shù)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)儀 一臺(tái) 光敏電阻實(shí)驗(yàn)?zāi)K 一塊 光源輸出及測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)K 一塊 連接導(dǎo)線 若干 四、實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)參考原理 實(shí)驗(yàn)參考原理圖如 21： R236KW1100 KR3 KR41KB1C2E3Q1901 3B1C2E3Q2901 3+ 5 VR L 1R L 2112233445566K3S W D P D TK 3 aK 3 aR 3 8330L E D 2 圖 21 簡單暗激發(fā)光控調(diào)光電路圖 其工作原理是：電路接通后，改變照射到光敏電阻上的光強(qiáng)，當(dāng)光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)，光敏電阻的阻值跟著發(fā)生變化，導(dǎo)致 Q1 三極管的基極電壓也隨光強(qiáng)發(fā)生變化，致使后極的 Q2 三極管的基極電流發(fā)生變化，從而使發(fā)光二極管的亮暗情況發(fā)生變化。 光電技術(shù)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 14 六、實(shí)驗(yàn)步驟 暗激發(fā)光控調(diào)光實(shí)驗(yàn) 打開實(shí)驗(yàn)箱電源，調(diào)節(jié)照度計(jì) “調(diào)零 ”旋鈕，至照度計(jì)顯示為 “”為止，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱電源； J J8分別連接實(shí)驗(yàn)箱上的光敏電阻結(jié)構(gòu)件黃、藍(lán)插孔，同時(shí)將套筒紅、黑插孔與照度計(jì)紅、黑插孔相連； 打開實(shí)驗(yàn)箱電源，將光源顏色選為白光， 按下模塊上的開關(guān) K1和 K3，同時(shí)保證其余開關(guān)都彈起 ； 調(diào)節(jié) W1和光源光強(qiáng) ， 使 LED2處于發(fā)光狀態(tài) ； 按 “照度加 ”按鈕，觀察 LED2發(fā)光強(qiáng)度變化情況； 按 “照度減 ”按鈕，觀察 LED2發(fā)光強(qiáng)度變化情況； 將 “電源調(diào)節(jié) ”旋鈕逆時(shí)針旋至不可調(diào)位置，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱電源。 光電技術(shù)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 15 實(shí)驗(yàn)三 光敏電阻光控?zé)粼O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 加深了解光敏電阻的工作原理及應(yīng)用性 二、實(shí)驗(yàn) 內(nèi)容 光敏電阻光控?zé)粼O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 三、實(shí)驗(yàn)儀器 光電技術(shù)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)儀 一臺(tái) 光敏電阻實(shí)驗(yàn)?zāi)K 一塊 光源輸出及測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)K 一塊 連接導(dǎo)線 若干 四、實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)參考原理 實(shí)驗(yàn)參考原理圖如 31： R54 .7 K+E14 7 0 U F / 1 6 VR610KB1C2E3Q39 0 1 31J11J2D11 N 4 1 4 8D21 N 4 1 4 81J51J6+ 5 VR E L A Y 1+ 5 VR1330L E D 1CR L 1R L 2112233445566K4S W D P D T 圖 31 光敏電阻光控?zé)粼O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 電路 當(dāng)外界光線突然變暗時(shí)，光敏電阻阻值增大，電容 E1 正極電位升高，電源經(jīng) R ER6 和 Q3 的發(fā)射結(jié)對(duì) E1 進(jìn)行充電。當(dāng) E1充電穩(wěn)定后， Q3 失去基極電流而截至，繼電器常開觸點(diǎn)斷開，發(fā)光二極管熄滅。 五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 打開電源之前，將 “電源調(diào)節(jié) ”旋鈕逆時(shí)針調(diào)至底端； 實(shí)驗(yàn)操作中不要帶電插拔導(dǎo)線，應(yīng)該在熟悉原理后，按照電路圖連接，檢查無誤后，光電技術(shù)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 16 方可打開電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)； 若照度計(jì)、電流表或電壓表顯示為 “1＿ ”時(shí)說明超出量程，選擇合適的量程再測(cè)量； 嚴(yán)禁將任何電源對(duì)地短路。 二次開發(fā)實(shí)驗(yàn) （ 1）利用二次開發(fā)實(shí)驗(yàn)?zāi)K自行搭建電路，電路如圖 32 所示； （ 2）參考電路原理圖自行進(jìn)行調(diào)試； R54 . 7 K+E14 7 0 U F / 1 6 VR610KB1C2E3Q39 0 1 3D21 N 4 1 4 8+ 5 VRLD11 N 4 1 4 8R E L A Y 1R E L A Y D P D T+ 5 VR1330L E D 1e r fC 圖 32 （ 3）參考 光敏電阻光控?zé)粼O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行二次開發(fā)實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否和模塊實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象一致。 光敏電阻的電阻值隨著光照強(qiáng)弱變化而變化，光線越強(qiáng)，電阻值越小。調(diào)節(jié)光源調(diào)節(jié)單元的 “照度加 ”或 “照度減 ”旋鈕，以改變投射到 RL 上的光線強(qiáng)度，只要你掌握得好，蜂鳴器就能模擬出忽高忽低、變幻無窮、非常逼真的多種 “鳥鳴聲 ”，且指示燈 LED 亮。 六、實(shí)驗(yàn)步驟 可控振蕩器電子鳥設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 打開實(shí)驗(yàn)箱電源，調(diào)節(jié)照度計(jì) “調(diào)零 ”旋鈕，至照度計(jì)顯示為 “”為止，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱電源； J J8分別連接實(shí)驗(yàn)箱上的光敏電阻結(jié)構(gòu)件黃、藍(lán)插孔，同時(shí)將套筒紅、黑插孔與照度計(jì)紅、黑插孔相連； 打開實(shí)驗(yàn)箱電源， 按下開關(guān) K1和 K6， K7撥向左端， 同時(shí)保證其余開關(guān)都彈起 ； 調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度，聽蜂鳴器聲音變化，用示波器觀察蜂鳴器正端波形（或 R23左端波形）； 將 “ 電源調(diào)節(jié) ” 旋鈕 逆時(shí)針旋至不可調(diào)位置，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱電源。 光電技術(shù)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)儀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 19 實(shí)驗(yàn)五 光電密碼鎖實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 加深了解光敏電阻的工作原理及應(yīng)用性 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 光電密碼鎖設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 三、實(shí)驗(yàn)儀器 光電技術(shù)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)儀 一臺(tái) 光敏電阻實(shí)驗(yàn)?zāi)K 一塊 光源輸出及測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)K 一塊 連接導(dǎo)線 若干 四、實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)參考原理 321411U 1 AL M 32 41098U 1 CL M 32 4121314U 1 DL M 32 4567U 1 BL M 32 4R 1210 0 KR 1310KR 1410 0 KR 111KR 1010KR 1710MR 1610 0 KR 1510 0 KR910K+ 5VR 181KR 1910M+ E222 0 U F / 1 6Vabc1J31J4C2E3B1Q485 5 0D31N 41 48 D61N 41 48D51N 41 48D41N 41 48R L 1R L 2112233445566K5S W D P D TB