光敏电阻特性实验
一、
欧阳光明（2021.03.07）
二、实验目的：
了解光敏电阻的光照特性、光谱特性和伏安特性等基本特性。
三、基本原理：
1、光线的作用下，电子吸收光子的能量从键合状态过渡到自由状态，引起电导率的变化，这种现象称为光电导效应。
2、光电导效应是半导体材料的一种体效应。光照愈强，器件自身的电阻愈小。基于这种效应的光电器件称光敏电阻。
3、光敏电阻无极性，其工作特性与入射光光强、波长和外加电压有关。
四、需用器件与单元：
主机箱、安装架、普通光源、各种滤光镜、光电器件实验（一）模板、光敏电阻探头、照度计模板、光照度探头。
五、实验步骤：
1、亮电阻和暗电阻测量
（1）光敏电阻实验原理图
（2）调节光敏电阻工作电压：
（3）亮电阻测试：
（4）暗电阻测试：
实验结果：
分析：
一般情况下，实用的光敏电阻的暗电阻往往超过1MΩ,甚至高达100MΩ，而亮电阻则在几kΩ以下，可见测量数据有效。
2 光照特性测试
光敏电阻的工作电压一定时（5V），它的阻值（光电流）随光照度变化而变化。按表3-2进行测量，作图3-2.。
分析：
理论上，光敏电阻在弱光照下，光电流I与光照度E具有良好的线性；在强光照下则为非线性。根据测试数据所画得的光照特性曲线较好地满足上述情况，说明实验操作准确。
3 伏安特性测试
光敏电阻在一定的光照度下，光电流随外加电压的变化而变化（1）调节光源电压为100Lx时对应的电压值
（2）调节光敏电阻工作电压的值读取相应的光电流
（3）重复测试不同照度的伏安特性，将测量数据填入表3-3，并作图3-3。
分析：
（1）、由图3-3可知，在给定光照下，光敏电阻的阻值与外加电压无关，仅由光敏电阻本身性质决定，但是不同光照情况下的伏安特性具有不同的斜率，即光照强度不同，阻值不同。
（2）、当光敏电阻承受的功率超过它本身的额定功率，曲线开始变弯，说明光电流趋向饱和。
4 光谱特性测试
光敏电阻在一定的工作电压时，在等能量、不同波长的光作用下，
其阻值的变化是不同的，即光电流大小不一样。本实验光功率以1mW为标准，更换光源前端盖的滤光镜获得不同波长的光。将测量数据填入表3-4，并作图3-4。
分析：
光谱特性与光敏电阻材料有关。从图3-4可知，本实验选用的光敏电阻的光谱响应范围在可见光区域，而峰值大概出现在600nm，在稍离此波长的光谱响应迅速衰减，在远离处则无响应。因此，在选用光敏电阻时，应把光敏电阻的材料和光源种类相结合考虑，以获得满意的结果。
六、思考题
为什么测光敏电阻亮阻和暗阻要经过10秒后再读数？
答：
因为光敏电阻是依靠非平衡载流子效应工作的，非平衡载流子的产生与复合都是一个时间过程，此过程在一定程度上影响光敏电阻对光照的响应。因此，测亮阻和暗阻时要考虑此时间过程，一般取值10秒。
七、实验总结
1、在测量光照特性前，要先明确所用光源的光照度与光源工作电压的对应关系，以便通过调节电压控制光照度的大小。
2、在测量光谱特性前，要先明确不同波长的光源光功率与光源电压的对应关系，以确保采用不同波长时，其功率大小一致。
3、因为光敏电阻随光照变化是个时间过程，加上测量仪器的灵敏度和精度有限，所以需要我们有