北航17系光电子实验报告实验5讲解

北航的物理实验报告实验目的本次实验旨在通过实际操作，探究物理原理，并加深学生对电磁场与电磁波的理解，提高实验能力和科学研究能力。

实验器材- 恒定电流源- 直流电动机模型- 磁力计- 电阻丝- 电池组- 石英钟情- 计时器- 导线- 电池板- 平行板电容器- 电容计实验原理实验基于安培定律和法拉第定律，通过改变电流和导线的位置，使用磁力计测量磁感应强度，从而验证电流对磁场的影响关系以及电流的磁场特性。

实验步骤1. 将直流电动机模型连上恒定电流源，并使电动机转动起来，观察电动机中的磁铁与磁力计荧光屏幕指针的位移和方向。

2. 将磁感应强度记录下来，并更改电流值，记录相应的数据。

3. 张贴带电阻丝的电池板，通过改变电流并调整丝线位置，观察炽热丝线形成的荧光轨迹。

4. 构建平行板电容器，在电容计的帮助下，记录电容器中充电过程中的电压和电流数据。

实验结果与分析通过对实验数据的整理，我们得出以下结论：1. 改变电流，磁感应强度也随之改变，验证了安培定律的正确性。

2. 在电动机中，电流生成了一个磁场，使得荧光屏幕指针受力从而位移，进一步证明了电流对磁场的影响，即电流的磁场特性。

3. 带电阻丝的电池板表面形成的荧光轨迹，展示了电流通过导线产生的热效应，热效应将导致导线产生热运动并发光。

4. 在平行板电容器中，电容器的充电过程符合带电粒子向着电势差方向移动的趋势，证明了平行板电容器中电场对电荷的作用。

实验结论通过本次实验，我们进一步了解了电磁场与电磁波的相关原理，手动操作加深了对物理知识的理解。

实验结果验证了安培定律、法拉第定律以及电场对电荷的作用，并使我们更加熟悉了电流对磁场的影响。

这对于进一步的物理学研究和应用具有重要意义。

实验心得通过这次实验，我深刻认识到理论知识与实际操作的重要关系。

对于理论知识的深入理解，实践是必不可少的。

通过亲自动手操作，我对电磁场与电磁波的理论知识有了更加深入的了解。

同时，实验中的问题和困难也加深了我对物理知识的思考和研究兴趣。

实验六光电池的应用——光强计一．实验目的：1.了解硅光电池的基本应用。

二．实验原理：由光电池将待测的光信号转换为电信号，将电信号通过处理系统进行放大、滤波、细分，并从这些信号中提取信息。

然后将此类信息转化为所需要的格式，最后输送到显示器中。

三．实验所需部件：光电池、光强测试单元、数字电压表四．实验步骤：1.按照仪器面板所示，将“光电池”接入“光强测试单元”的“光电池入”两端，输出Vo 接数字电压表。

2.确认接线无误后，开启仪器电源，光电池在无光照时，电压输出基本为零。

3.选用高亮度卤素灯，按照从“弱-强”仔细调节光源电位器取得多种光照度，查看光电池在相对光照度为“弱光”到逐步增强的电压输出情况。

观察两个发光二极管不亮、稍亮、两个都很亮，这样就形成了一个简易的光强计。

4.更换另外一支光电池，重复上面的操作。

五．实验现象：按照从“弱-强”调节光源电位器取得多种光照度，观察到光电池在相对光照度为“弱光”到逐步增强时，两个发光二极管不亮、稍亮、两个都很亮的实验现象，结果如下图所示，实验分析：因为随着光照强度增加，光电流增大，所以发光二极管的功率增大，亮度变亮。

图1 两个二极管不亮图2 两个二极管稍亮图3 两个二极管都很亮更换另一支光电池，重复上面的操作时，所得到的结果一致。

六．思考题：１．如何将此电路改造成可更细分光照强度的光强计?答：在本实验中，是根据两个发光二级管的亮度变化，从而可判断出光照强度的强弱变化，其中共观察到两个光电二极管有三个发光状态，分别为两个光电二极管不亮、稍亮、两个都很亮，由这三个不同的发光状态定性的判断光照强度的强弱。

为了更加细分光照强度，将此电路改造成可更细分光照强度的光强计，则将此电路改为接入保护电阻和电流表的电路，由于光照强度与光电流成线性关系，因此，光电流的大小可说明光照强度的强弱，即可通过电流表的读数来细分光照强度。

实验七热释电红外传感器特性实验一．实验目的：1．了解热释电人体红外传感器的结构和基本原理。

北京航空航天大学光电子技术实验报告实验时间：2015.05.13报告时间：2015.05.21I.光敏电阻特性及应用试验实验一光敏电阻特性实验一．实验目的：１．了解光敏电阻的工作原理。

２．掌握使用本仪器测定光敏电阻的各种特性。

３．了解从实验曲线中获取物理特性的方法。

二．实验原理：利用具有光电导效应的半导体材料制成的光敏传感器叫光敏电阻，又称为光导管，是一种均质的半导体光电器件,其结构如图（1）所示，图（1）光敏电阻采用梳状结构是由于在间距很近的电阻之间有可能采用大的灵敏面积,提高灵敏度。

光敏电阻应用得极为广泛，可见光波段和大气透过的几个窗口都有适用的光敏电阻，利用光敏电阻制成的光控开关在日常生活中随处可见，当内光电效应发生时，光敏电阻电导率的改变量为：∆σ=∆p ⋅e⋅μp +∆n ⋅e⋅μn在上式中，e 为电荷电量，∆p 为空穴浓度的改变量，∆n 为电子浓度的改变量，μ表示迁移率，当两端加上电压U后，光电流为式中A为与电流垂直的表面，d 为电极间的间距。

在一定的光照度下，∆σ为恒定的值，因而光电流和电压成线性关系。

光敏电阻在未受到光照射时的阻值称为暗电阻，此时流过的电流称为暗电流，光敏电阻受到光照射时的阻值称为亮电阻，此时流过的电流称为亮电流，亮电流与暗电流之差称为光电流，一般暗电阻越大，亮电阻越小，光敏电阻的灵敏度越高，光敏电阻的暗电阻一般在兆欧数量级，亮电阻在几千欧以下，暗电阻与亮电阻之比一般在102～106 之间。

一般光敏电阻（如硫化铅、硫化铊）的伏安特性曲线如图（2）所示，由该曲线可知，所加的电压越高，光电流越大，而且没有饱和现象，在给定的电压下，光电流的数值将随光照增强而增大，在设计光敏电阻变换电路时，应使光敏电阻的工作电压或电流控制在额定功耗线之内。

图（２）光敏电阻伏安特性曲线光敏电阻的光电流与光照强度之间的关系，称为光敏电阻传感器的光照特性，不同类型的光敏电阻，其光照特性也不同，多数光敏电阻传感器光照特性类似于图（3）的特性曲线，光敏电阻的光照特性呈现出一定程度的非线性特性，光敏电阻的光照度——电阻值的典型特性曲线如图（4）所示，低照度a区曲线斜率较大，中间照度区b区可近似视为直线区，也是光敏电阻的主要工作区，因而光电流随光照度增长较快，在高照度区，电阻值随照度下降慢，光电流随照度增长也变慢。

电力电子实验报告学号12031006王天然实验一功率场效应晶体管(MOSFET)特性与驱动电路研究一．实验目的：1．熟悉MOSFET主要参数的测量方法2．掌握MOSEET对驱动电路的要求3．掌握一个实用驱动电路的工作原理与调试方法二．实验设备和仪器1．NMCL-07电力电子实验箱中的MOSFET与PWM波形发生器部分2．双踪示波器3．安培表（实验箱自带）4．电压表（使用万用表的直流电压档） 三．实验方法1．MOSFET 主要参数测试 （1）开启阀值电压V GS(th)测试开启阀值电压简称开启电压，是指器件流过一定量的漏极电流时（通常取漏极电流I D =1mA)的最小栅源极电压。

在主回路的“1”端与MOS 管的“25”端之间串入毫安表（箱上自带的数字安培表表头），测量漏极电流I D ，将主回路的“3”与“4”端分别与MOS 管的“24”与“23”相连，再在“24”与“23”端间接入电压表, 测量MOS 管的栅源电压Vgs ，并将主回路电位器RP 左旋到底，使Vgs=0。

图2-2 MOSFET实验电路将电位器RP逐渐向右旋转，边旋转边监视毫安表的读数，当漏极电流I D=1mA时的栅源电压值即为开启阀值电压V GS（th）。

读取6—7组I D、Vgs，其中I D=1mA必测，填入下表中。

I D0.2 0.5 1 5 100 200 500 （mA）Vgs2.64 2.72 2.863.04 3.50 3.63 3.89 （V）（2）跨导g FS测试双极型晶体管（GTR）通常用h FE（β）表示其增益，功率MOSFET器件以跨导g FS表示其增益。

跨导的定义为漏极电流的小变化与相应的栅源电压小变化量之比，即g FS=△I D/△V GS。

★注意典型的跨导额定值是在1/2额定漏极电流和V DS=15V下测得，受条件限制，实验中只能测到1/5额定漏极电流值，因此重点是掌握跨导的测量及计算方法。

根据上一步得到的测量数值，计算gFS=0.0038ΩI D（mA）0.2 0.5 1 5 10 100 200 500Vgs（V） 2.64 2.72 2.86 3.04 3.13 3.5 3.63 3.89g FS0.0038 0.0036 0.0222 0.0556 0.2432 0.7692 1.1538DS导通电阻定义为R DS=V DS/I D将电压表接至MOS 管的“25”与“23”两端，测量U DS，其余接线同上。

光电子学习实验报告光电子学学习实验报告光电子学是一门研究光与电子相互作用的学科，涉及到光的产生、传输、探测以及与电子的相互转换等多个方面。

本次实验旨在通过一系列的光电子学实验，深入了解光电子学的基本原理和应用。

以下将对实验内容、方法、结果以及结论进行详细叙述和分析。

实验内容1. 光电效应实验：通过激光器照射金属表面，观察光照射后产生电子释放的现象。

2. 光电导实验：利用半导体材料，结合外加电场，测量光照射后导电性的变化。

3. 光电探测实验：选取不同波长的激光光源，测量不同波长光线对半导体光电探测器的响应情况。

4. 光电放大实验：使用光电二极管和放大电路，观察光电信号的放大效果。

实验方法1. 光电效应实验：将金属样品放置于光源下，调整光源强度和波长，同时连接示波器测量产生的电子释放信号。

2. 光电导实验：将半导体样品放置于光源下，施加外电场，测量光照射后的电流变化。

3. 光电探测实验：选择不同波长的激光光源，照射于光电探测器表面，并测量输出光电流信号。

4. 光电放大实验：连接光电二极管和放大电路，照射光源，观察示波器显示的信号波形及放大倍数。

实验结果1. 光电效应实验结果显示，随着光源强度的增加，释放的电子数量逐渐增多，证明光电效应的确存在。

2. 光电导实验结果表明，光照射后半导体的导电性受外电场影响较大，与光源波长也有关系。

3. 光电探测实验发现，不同波长的光线对光电探测器的响应不同，部分波长光线的探测效果较好。

4. 光电放大实验结果显示，光电信号经过放大电路后，信号幅度得到显著提升，达到了实验预期的放大效果。

结论通过本次光电子学实验，我们对光电效应、光电导、光电探测以及光电放大等基本原理有了更深入的了解。

同时，实验结果也验证了这些原理在实际应用中的有效性和可行性。

通过对光电子学的学习实验，我们扩展了对光电子学领域的认识，为今后更深入的研究和应用奠定了基础。

总结起来，本次实验不仅是对光电子学知识的学习和实践，更是对光与电子相互作用的深入探讨。

激光线宽测试技术研究一、实验目的1. 了解频谱仪以及探测器的使用2. 掌握延迟外插法测量窄线宽激光的基本原理3. 熟悉延迟外插法测量窄线宽激光的方法 二、基本原理延迟自外差测谱法的典型分辨率为KHz 量级，窄线宽激光器线宽测量技术中，这种线宽测量方法应用最为广泛。

延迟自外差法/零差法的基本原理是利用 Mach-Zehnder 型干涉仪把光的相位或频率噪声转换为强度噪声。

其关键是把被测激光器的一部分输出光因为本地振荡，从延迟的和非延迟的激光光波之间的 RF （声光调制器所加的射频）拍频/零拍频信号确定出激光器的线宽，基本系统框图如图1 所示。

图1延迟自外差/自零差测谱法的装置示意图1单模激光器的量子相位噪声单模激光器可认为是一个振幅稳定，相位有扰动的准单色电磁场00()exp [()]E t E j t t ωφ=+ 1 式中E0为振幅，ω0为电磁场的中心频率，υ(t)代表相位的随机波动，它导致谱线展宽。

引入光场的自相关函数：(1)0()()()exp[(,)]exp()E G E t E t j t j ττφτωτ*=<+>=<∆> 2△υ(t,τ)是相位抖动，表示的从时间t 到t +τ随机相位的变化。

(,)()()t t t φτφτφ∆=+- 3大多数情况下，该相位的随机变化可以假设为零均值的平稳高斯随机过程，其概 率密度函数可以表示为：221/221()[()]exp[][2()]2()W φτφτπφτφτ∆∆=⋅-<∆><∆>4<△υ2(τ)>是相位抖动的均方，与瞬时角频率波动谱S υ(ω)相关，可以表示为：22sin 2()[]()22S d φωττφτωωωτπ+∞-∞<∆>=⎰5根据文献[10]，利用众所周知的关系式：21exp[(,)]exp[()]2j t φτφτ<±∆>=-<∆> 6 因此激光场的相关函数可以表示为：(1)201()exp[()]exp()2E G j τφτωτ=-<∆> 7 考虑激光器工作于阈值以上量子相位噪声的影响，瞬时角频率波动谱S υ(ω)可以看成是平坦的，因此< △υ2(τ)>可以看作是随延迟时间线性变化的，即：2()2φτγτ<∆>= 8这里2γ是（3-8）式傅立叶变换后得到的激光场光谱S E (ω)的半高全宽（FWHM ）， 对（3-8）作傅立叶变换可得：20220/()()E S E γπωγωω=+- 92γ可以由 Schawlow-Townes 公式给出：2202(1)4sp mghvgn v P αγβ=+ 10νg是增益介质中光的群速度，h ν是光子能量，n sp 代表自发辐射因子，αm 是腔镜的损耗，β 是线宽的修正因子。

实验一、组合逻辑电路一、实验目的（1）熟悉集成电路的引脚排列（2）掌握TTL门电路逻辑功能的测试方法（3）掌握TTL组合逻辑电路的实际方法，完成单元功能电路的设计（4）熟悉中规模集成电路译码器、数据译码器的性能与应用（5）掌握数字电子技术实验箱的功能及使用方法二、仪器设备（1）双踪示波器1台（2）500型万用表1台（3）数字逻辑实验箱（4）74LS00（5）74LS39（6）74LS153三、用两片74LS00自拟一个三人表决电路设三输入分别为A、B、C，当两人以上同意时发光二极管亮真值表如下1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1电路图如下：运行结果如下所示。

一人按下：二人按下：三人按下：2、设计一个三输入三输出的逻辑电路真值表如下用两个数据选择器74LS153设计电路，电路图如下：红绿灯亮：黄红灯亮：绿黄灯亮：实验二、时序逻辑电路一、实验目的（1）掌握D触发器和JK触发器逻辑功能的测试方法（2）掌握74LS161功能和引脚图，设计和实现具有一定功能的时序逻辑电路，体会不同控制端在电路设计中的作用（3）了解所用总规模集成器件的性能和应用二、仪器设备（1）双踪示波器1台（2）500型万用表1台（3）数字逻辑实验箱（4）74LS74（5）74LS20（6）74LS00（7）74LS161三、实验原理与内容1、利用2片74LS74、1片74LS20和2片74LS00设计一个4人抢答器。

电路图如下：主持人未按下抢答无效：A完成抢答其他选手按下无效：抢答完成后选手松开按钮灯保持不灭：2、利用中规模计数器74LS161实现任意进制计数器（1）用预置数置0实现七进制计数器电路图如下：计数为3的图片：计数为6的图片：,.。

北航物理实验报告实验目的本次实验旨在通过观察和记录不同物理实验现象，加深对物理定律和实验原理的理解，培养实验操作和数据处理的能力。

实验仪器和试剂实验中所使用的仪器主要有： - 偏光镜 - 精密天平 - 万用表 - 实验箱 - 导线 - 示波器试剂方面，主要是一些金属样品和电池。

实验原理1. 偏光镜实验偏光镜是通过改变光波的偏振方向而起作用的光学仪器。

它能够选择性地通过偏振方向相同的光，而将垂直方向上的光进行消光。

我们可以利用偏光镜来观察偏振光、解偏振光等现象。

2. 大飞轮实验大飞轮实验是通过转动一个质量较大的飞轮，然后通过改变飞轮的转动速度来观察与测量一系列现象。

例如，当飞轮自转速度增大时，人体会感觉到一种向外推的力。

3. 磁场实验通过在实验箱中放置磁体，在观察和测量不同位置的磁感应强度，以及磁场对导线的作用力等现象，来研究磁场的性质和行为。

4. 电学实验利用实验箱中的电池、导线和示波器等设备，通过观察电路中的电流、电压等现象，来研究电学定律和电路的特性。

实验步骤和结果1. 偏光镜实验第一步，我们拿起偏光镜，调整其方向，观察到当两个偏光镜的偏振方向相同时，透过光线的亮度最大；而当两个偏光镜的偏振方向垂直时，透过光线的亮度几乎消失。

第二步，我们旋转一个偏光镜，观察到透过光线的亮度随着旋转角度的变化而变化。

2. 大飞轮实验第一步，我们先调整飞轮的转速为最低档位，然后将手放在飞轮上，观察到飞轮自转时手感较轻。

第二步，我们逐渐增加飞轮的转速，观察到手感逐渐变重，甚至有时会出现感觉手被向外推的现象。

3. 磁场实验第一步，我们将磁体放入实验箱，并在实验箱内移动磁感应探头，记录下不同位置的磁感应强度。

第二步，我们将一个导线放在实验箱中，通上电流后观察导线所受的力的方向和大小。

4. 电学实验第一步，我们连接一个电路，其中包括一个电池、一根导线和一个电阻。

然后使用万用表测量电路中的电流和电压。

第二步，我们改变电阻的大小，观察电路中的电流和电压随之变化。

光电测试综合实验实验指导书北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院2006年5月一、实验系统简介1.1 多功能光学系统本实验系统的光学原理如图1所示，激光（He-Ne，波长6358nm，功率>3mv）通过送计算机图1 实验仪光学系统1－激光器2,17－衰减器3,5,11－定向孔4,13－移动反射镜6,7,9,12－反射镜8,29－物镜10－准直透镜14－分光棱镜15－共焦显微镜16－多功能试件夹及组合工作台18－带压电陶瓷的组合工作台19,27－衍射试件平台20－成像透镜21－目镜22－可调光阑23－光电接收器24－导轨25,28－直角棱镜26－傅氏透镜30－五维调节架31－光纤分束器32－光纤33a－外置式光纤传感器33b－内置式光纤传感器34－光纤夹持器35－备用试件架各种光学元件的切换与配置，组合成一种光学物理系统，实现定性观察与定量测试的多功能，最终由光电接收器23接收，并将信号送入计算机系统，完成实验内容的显示与计算。

所谓多功能，主要由下列七部分组成：1．Tyman-Green干涉系统激光1经衰减器2调节光强，小孔3,5定向，扩束镜8,10扩束，分光棱镜14分光后，一路由工作台16上试件返回，形成参考光，一路由工作台18上试件返回形成物光，再返回分光镜14形成干涉场，经透镜20成像（透镜21选装），光阑22滤波（选装）后，在CCD23上形成稳定干涉图样，由计算机程序实现参数显示与计量。

2．衍射计量系统激光经4，12，13，14转向，射向衍射试件（试件夹19中）产生衍射，经20会聚成像，至23接收，送计算机显示器观察，并对部分试样实现定标与计量。

3． 光纤传感系统激光经4，12，13及18上平面反射镜至目镜29，实现最大光强耦合，进入干涉调制系统38，形成两相干光束，经34定位，投影于23，光纤调制电源的波形控制与干涉条纹的处理由计算机程序实现。

本光路用于实验22～23。

1.2 光电处理与显示光电与计算机处理部分由图2所示。

报告名称:电子电路设计训练数字部分学院：仪器科学与光电工程学院目录实验报告概述： (3)一、选做实验总结： (3)（1）补充练习2：楼梯灯设计 (3)（2）练习题6：用两种不同的设计方法设计一个功能相同的模块，完成4个数据的冒泡排序 (5)（3）练习题3：利用10MB的时钟，设计一个单周期形状的周期波形 (6)（4）练习题4：运用always块设计一个8路数据选择器 (6)（5）练习题5：设计一个带控制端的逻辑运算电路 (7)二、必做实验总结： (7)（1）练习一：简单组合逻辑设计 (7)（2）练习三：利用条件语句实现计数分频失序电路 (7)（3）练习四：阻塞赋值与非阻塞赋值得区别 (8)（4）练习五：用always块实现较复杂的组合逻辑电路 (8)（5）练习六：在verilog HDL中使用函数 (9)（6）练习七：在verilog HDL中使用任务 (9)（7）练习八：利用有限状态机进行时许逻辑设计 (10)三、实验总结及体会： (10)四、选作程序源代码 (11)（1）练习题3：利用10MB的时钟，设计一个单周期形状的周期波形 (11)（2）练习题4：运用always块设计一个8路数据选择器 (12)（3）练习题5：设计一个带控制端的逻辑运算电路 (13)（4）练习题6：用两种不同的设计方法设计一个功能相同的模块，完成4个数据的冒泡排序 (14)（5）补充练习2：楼梯灯设计 (16)图表目录Figure 1 楼梯灯任务4 (5)Figure 2 组合逻辑 (5)Figure 3 时序逻辑 (6)Figure 4 周期波形 (6)Figure 5 8路数据选择器 (6)Figure 6 逻辑运算电路 (7)Figure 7 组合逻辑设计 (7)Figure 8 计数分频时序电路 (8)Figure 9 阻塞赋值与非阻塞赋值得区别 (8)Figure 10 always块组合逻辑电路 (9)Figure 11 使用函数 (9)Figure 12 使用任务 (10)Figure 13 有限状态机 (10)电子电路设计训练（数字部分）实验报告实验报告概述：本实验报告为对四次电子电路设计训练（数字部分）实验的总结，主要包括以下四部分：第一部分为选做实验总结，主要包括每个选择实验的设计思路、运行结果、注意事项、心得体会；第二部分为必做实验总结，包括运行结果、总结、心得体会；第三部分为课程总结和体会，是对全部实验及课程的总结；第四部分为选做实验部分源代码；一、选做实验总结：（1）补充练习2：楼梯灯设计设计思路：本题给出楼梯的运行规则，并分别给与四个相应任务进行编程设计，考虑到程序的通用性及FPGA高速并行处理的优点，主要思路如下：根据运行规则（8s内和大于8s等），对每个灯的相应状态进行编程，设计时序逻辑及有限状态机；由于在总体上看，每个灯的状态变化相对独立（只有一个人上楼除外），故对每个灯编程所得到的程序代码可通用于其它灯（只需要改变相应寄存器定义即可），此即为灯控制模块，对4个不同的任务，只需设计其它部分判断逻辑，即可完成任务要求；如此设计，可大大提高程序设计效率、易用性，同时如果面对更多的灯控制需要，也可快速进行修改部署。

光敏电阻特性及应用实验报告2016年4月18日实验三光敏二极管特性实验一．实验目的：１．熟悉光敏二极管的结构和光电转换原理。

２．掌握光敏二极管的暗电流及光电流的测试方法。

３．了解光敏二极管的特性，当光电管得工作偏压一定时，光电管输出光电流与入射光的照度（或通量）的关系。

二．实验原理:光敏二极管是一种光生伏特器件，用高阻P 型硅作为基片，然后在基片表面进行掺杂形成PN 结，N 区扩散区很浅为1um 左右，而空间电荷区（即耗尽层）较宽，所以保证了大部分光子入射到耗尽层内，光被吸收而激发电子——空穴对，电子——空穴对在外加反向偏压的作用下，空穴流向正极，形成了二极管的反向电流即光电流。

光电流通过外加负载电阻RL 后产生电压信号输出。

光敏二极管原理如图（9）所示。

在无光照的情况下，若给P—N 结一个适当的反向电压，则反向电压加强了内建电场，使P—N 结空间电荷区拉宽，势垒增大，流过P—N 结的电流（称反向饱和电流或暗电流）很小，它（反向电流）是由少数载流子的漂移运到形成的。

当光敏二极管被光照时，满足条件hv≧Eg 时，则在结区产生的光生载流子将被内场拉开，光生电子被拉向N 区，光生空穴被拉向P 区，于是在外加电场的作用下以少数载流子漂移运动为主的光电流。

显然，光电流比无光照时的反向饱和电流大得多，如果光照越强，表示在同样条件下产生的光生载流子越多，光电流就越大，反之，则光电流越小。

当二极管与负载电阻RL 串联时，则在RL 的两端便可得到随光照度变化的电压信号，从而完成了将光信号转变成电信号的转换。

光敏二极管在无光照时，在所加反向电压作用下，仍会有反向电流流过，这种电流的数值很小，称为暗电流。

暗电流值是光敏二极管传感器的重要参数之一，它影响光敏二极管的光电变换质量和工作稳定性，因此希望它数值越小越好。

在无辐射作用的情况下，PN 结硅光敏二极管的正、反向特性与普通PN 结二极管基本一样，均为图（10）所示的伏安特性曲线，当有光照时，PN 结硅光敏二极管的反向输出特性曲线如图（11）所示。

北航电子电路设计训练模拟部分实验报告电子电路设计训练模拟部分实验实验报告实验一：共射放大器分析与设计1.目的:（1）进一步了解Multisim的各项功能，熟练掌握其使用方法，为后续课程打好基础。

（2）通过使用Multisim来仿真电路，测试如图1所示的单管共射放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻，并观察静态工作点的变化对输出波形的影响。

（3 ）加深对放大电路工作原理的理解和参数变化对输出波形的影响。

（4）观察失真现象，了解其产生的原因。

■ ■ ■…- n - - ■- r f - - "一Lr-t-g-.I. .1 4l.4h.l- ■JLJIi.lb _...... vcc图1实验一电路图2.步骤：（1）请对该电路进行直流工作点分析，进而判断管子的工作状态。

（2）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输入电阻。

（3）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输出电阻。

（4）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的幅频、相频特性曲线。

（5）请利用交流分析功能给出该电路的幅频、相频特性曲线。

（6）请分别在30Hz、1KHz lOOKHz 4MHz和100MHz这5个频点利用示波器测出输入和输出的关系，并仔细观察放大倍数和相位差。

（提示：在上述实验步骤中，建议使用普通的2N2222A三极管，并请注意信号源幅度和频率的选取，否则将得不到正确的结果。

）3.实验结果及分析：（1）根据直流工作点分析的结果，说明该电路的工作状态。

由simulate->analyses->DC operating point, 可测得该电路的静态工作点为：.Ls>lOtnVrffls1000 Hz0s..............R4j.4kQ：:由V(5)>V(4)>V(2),可知，晶体管发射结导通，且发射结正偏，集 电结反偏，晶体管工作在放大状态。

(2)详细说明测量输入电阻的方法(操作步骤)，并给出其值图3输入电阻测量使用交流模式的电流表接在电路的输入端测量输入电压和输入电 流，如图所示，可得输入电阻：R +需料3碎。

电力电子实验报告学号姓名王天然实验一功率场效应晶体管(MOSFET)特性与驱动电路研究一．实验目的：1．熟悉MOSFET主要参数的测量方法2．掌握MOSEET对驱动电路的要求3．掌握一个实用驱动电路的工作原理与调试方法二．实验设备和仪器1．NMCL-07电力电子实验箱中的MOSFET与PWM波形发生器部分2．双踪示波器3．安培表（实验箱自带）4．电压表（使用万用表的直流电压档） 三．实验方法1．MOSFET 主要参数测试 （1）开启阀值电压V GS(th)测试开启阀值电压简称开启电压，是指器件流过一定量的漏极电流时（通常取漏极电流I D =1mA)的最小栅源极电压。

在主回路的“1”端与MOS 管的“25”端之间串入毫安表（箱上自带的数字安培表表头），测量漏极电流I D ，将主回路的“3”与“4”端分别与MOS 管的“24”与“23”相连，再在“24”与“23”端间接入电压表, 测量MOS 管的栅源电压Vgs ，并将主回路电位器RP 左旋到底，使Vgs=0。

图2-2 MOSFET实验电路将电位器RP逐渐向右旋转，边旋转边监视毫安表的读数，当漏极电流I D=1mA时的栅源电压值即为开启阀值电压V GS（th）。

读取6—7组I D、Vgs，其中I D=1mA必测，填入下表中。

I D0.2 0.5 1 5 100 200 500 （mA）Vgs2.64 2.72 2.863.04 3.50 3.63 3.89 （V）（2）跨导g FS测试双极型晶体管（GTR）通常用h FE（β）表示其增益，功率MOSFET器件以跨导g FS表示其增益。

跨导的定义为漏极电流的小变化与相应的栅源电压小变化量之比，即g FS=△I D/△V GS。

★注意典型的跨导额定值是在1/2额定漏极电流和V DS=15V下测得，受条件限制，实验中只能测到1/5额定漏极电流值，因此重点是掌握跨导的测量及计算方法。

根据上一步得到的测量数值，计算gFS=0.0038ΩI D（mA）0.2 0.5 1 5 10 100 200 500Vgs（V） 2.64 2.72 2.86 3.04 3.13 3.5 3.63 3.89g FS0.0038 0.0036 0.0222 0.0556 0.2432 0.7692 1.1538DS导通电阻定义为R DS=V DS/I D将电压表接至MOS 管的“25”与“23”两端，测量U DS，其余接线同上。

成绩北京航空航天大学物理光学实验报告学院仪器科学与光电工程专业方向遥感科学与技术班级141717学号姓名权重1:1:1指导教师实验一光的干涉实验时间2016.12.18一、实验目的通过本实验，观察干涉现象，了解干涉原理，学会干涉光路的搭构与调整，通过干涉环的变化与被测量的关系，得到一些被测的物理量。

二、实验设备实验平台（400mm×600mm）1个二维可调半导体激光器（650nm，4mW) 1套二维可调分束镜1套二维可调反射镜2套二维可调扩束镜1套白屏1个气室＋压强计1套三、实验内容1）迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪作为一种十分古老的干涉仪，于1880年由迈克尔逊发明，并主要由此于1907年获得诺贝尔奖金。

它的基本光路结构如图1。

它常被用来测量物体的微小位移变化：从光源发出的一束相干光经分束镜G一分为二，分为两束。

一束透射光落在反射镜M1上，另一束反射光落在发射镜M2上，M1、M2分别将这两束光沿原路反射回来，在分束镜G上重合后射入扩束镜，投影在白屏上，如果我们对光路调整的合适，将在白屏上看到一系列的明暗相间的干涉条纹，这些干涉条纹会随着M1或M2的移动而移动，且非常敏感，只要反射镜移动半个波长，干涉条纹就移动一个周期，而光波长一般都在微米量级，因此它具有很高的灵敏度和分辨率。

图13）萨格奈克干涉仪萨格奈克干涉仪的光路结构如图3所示，光路由一个分束镜G和三个反射镜M组成，它的光路比较特殊，两束光沿着相同的路径反向传播。

由于两束光的传播路径严格重合，因此任何实际样品的影响都是同时作用在两个光束上的，且大多数情况下作用相互抵消，我们观察不到变化，但这种干涉仪对角度的变化却有反映。

假设干涉仪绕垂直于光路平面的轴转动，则一束光将顺着转动方向传播，而另一束光将逆着转动方向传播，这将引起光程差的变化，从而引起干涉条纹的移动。

目前广泛应用于航空、航天领域的的激光陀螺、光纤陀螺就是基于该原理。

图3内容：本实验的主要内容为，在光学实验平台上，按图示1、2、3所示光路搭建出三种干涉仪，并调整出粗细适当的干涉条纹。

光电子技术实验报告实验五光电池特性实验一．实验目的：1．学习掌握硅光电池的工作原理。

2．学习掌握硅光电池的基本特性。

3．掌握硅光电池基本特性测试方法。

二．实验原理：光电池是一种不需要加偏置电压就能把光能直接转换成电能的ＰＮ结光电器件，按光电池的功用可将其分为两大类：即太阳能光电池和测量光电池，本仪器用的是测量用的硅光电池，其主要功能是作为光电探测，即在不加偏置的情况下将光信号转换成电信号。

图（20）图（21）如图（20）所示为2DR型硅光电池的结构，它是以P型硅为衬底（即在本征型硅材料中掺入三价元素硼或镓等），然后在衬底上扩散磷而形成N型层并将其作为受光面。

如图（21）所示当光作用于PN结时，耗尽区内的光生电子与空穴在内建电场力的作用下分别向N区和P区运动，在闭合电路中将产生输出电流IL,且负载电阻RL上产生电压降为U。

显然，PN结获得的偏置电压U与光电池输出电流IL与负载电阻RL有关，即U=IL•RL，当以输出电流的IL为电流和电压的正方向时，可以得到如图（22）所示的伏安特性曲线。

图（22）图（23）光电池在不同的光强照射下可以产生不同的光电流和光生电动势，硅光电池的光照特性曲线如图（23）所示，短路电流在很大范围内与光强成线性关系，开路电压随光强变化是非线性的，并且当照度在2000lx时就趋于饱和，因此，把光电池作为测量元件时，应把它当作电流源来使用，不宜用作电压源。

硒光电池和硅光电池的光谱特性曲线如图（25）所示，不同的光电池其光谱峰值的位置不同，硅光电池的在800nm附近，硒光电池的在540nm附近，硅光电池的光谱范围很广，在450～1100nm之间，硒光电池的光谱范围为340～750nm。

图（24）图（25）光电池的温度特性主要描述光电池的开路电压和短路电流随温度变化的情况，由于它关系到应用光电池设备的温度漂移，影响到测量精度或控制精度等主要指标，光电池的温度特性如图（24）所示。

开路电压随温度升高而下降的速度较快，而短路电流随温度升高而缓慢增加，因此，当使用光电池作为测量元件时，在系统设计中应考虑到温度的漂移，并采取相应的措施进行补偿。

北航电力电子实验报告一、实验目的电力电子是指能够对电能进行控制、调节和变换的设备和技术。

本实验旨在通过对电力电子元件和电路的实际操作，了解电力电子的基本原理和工作特性，掌握电力电子技术的应用。

二、实验内容1.了解电力电子元件的工作原理和特性，包括二极管、晶闸管、MOSFET等。

2.使用电力电子元件搭建基本电力电子实验电路，包括电压倍增器、交流调压电路等。

3.对电力电子元件和电路进行实验调试，观察和测量电路中电压、电流等参数。

4.记录实验结果，撰写实验报告。

三、实验步骤1.根据实验要求和提供的材料，准备实验所需的电力电子元件和电路板。

2.根据实验指导书的要求，依次搭建不同的电力电子电路。

3.使用万用表、示波器等测试仪器，对电路中的电压、电流等参数进行测量和观察。

4.调试电路，观察电力电子元件的工作情况，并记录实验数据。

5.完成实验后，将实验所用的设备归还到指定位置，整理实验报告。

四、实验结果分析本实验以搭建电压倍增器为例，观察和测量了电压倍增器电路中的输入电压、输出电压和负载电流等参数。

通过实验发现，当输入电压为直流电压时，输出电压比输入电压高；当输入电压为交流电压时，输出电压也为交流电压，但其幅值大于输入电压。

此外，当负载电流增加时，电路中的电流也相应增加，但电压倍增器的输出稳定性有一定的局限性，不适用于所有场合。

五、实验总结通过本次实验，我深入了解了电力电子元件和电路的工作原理和特性，通过实际操作和测量，进一步加深了对电力电子技术的理解。

实验过程中，我掌握了搭建和调试电力电子电路的方法和技巧，提高了实际操作的能力。

同时，也意识到了电力电子技术在现代工程和生活中的广泛应用，对工程实践有着重要的意义。

在未来的学习和实践中，我将进一步探索和应用电力电子技术，为工程和生活提供更好的解决方案。

同时，也要不断学习和更新电力电子技术的知识，跟随科技的发展，不断提升自己的专业素养和技能水平。

北航光电子技术实验报告一、实验目的本次实验旨在使学生了解光电子技术的基本原理和应用，通过实验操作加深对光电子器件特性的认识，提高学生的动手能力和实验技能，培养学生解决实际问题的能力。

二、实验原理光电子技术是研究光与电子相互作用的科学，涉及光的产生、传输、检测以及光信号处理等多个方面。

本次实验主要围绕光的产生和检测进行，使用LED作为光源，光敏电阻作为光信号的检测元件，通过测量不同条件下的光电流，了解光电子器件的工作原理和性能。

三、实验设备与材料1. LED灯2. 光敏电阻3. 电源4. 万用表5. 电阻、电容等电子元件6. 面包板及连接线四、实验步骤1. 搭建电路：在面包板上搭建一个简单的电路，将LED灯与光敏电阻串联，通过调节电源电压，使LED灯发光。

2. 测量光电流：使用万用表测量光敏电阻两端的电压，记录不同电压下的光电流值。

3. 改变光源：更换不同颜色的LED灯，重复步骤2，观察光电流的变化。

4. 光信号调制：通过改变LED灯的亮灭频率，模拟光信号的调制过程，测量光敏电阻的响应。

5. 数据记录：记录所有实验数据，包括不同光源下的光电流值，以及光信号调制时的响应情况。

五、实验结果通过实验，我们得到了以下结果：1. 不同颜色的LED灯发光时，光敏电阻的光电流值不同，其中红色LED灯下的光电流最小，蓝色LED灯下的光电流最大。

2. 随着LED灯电压的增加，光电流值呈线性增加。

3. 在光信号调制过程中，光敏电阻能够灵敏地响应光信号的变化，光电流随光信号的亮灭而变化。

六、实验分析1. 光敏电阻对不同颜色的光响应不同，这与光敏电阻的光敏材料有关，不同材料对不同波长的光敏感度不同。

2. 光电流与LED灯电压的关系表明，光电流的大小与光源的亮度成正比，即光源越亮，产生的光电流越大。

3. 光信号调制实验结果表明，光电子器件可以用于光通信领域，实现光信号的传输和处理。

七、结论通过本次实验，我们深入了解了光电子技术的基本原理和应用，掌握了光电子器件的工作原理和性能。

北航迈克尔逊干涉实验研究性报告一、引言迈克尔逊干涉实验是一种经典的光学实验,用于测量光速。

它由美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊于1887年设计并实施，这个实验为Einstein 发现光量子提供了实验证据，并奠定了现代物理学的基础。

二、实验目的本次实验主要目的是通过迈克尔逊干涉仪测量出光的波长，从而得出光速,并验证迈克尔逊实验对新的粒子光子的解释。

三、实验原理迈克尔逊干涉实验基于干涉原理，即光的干涉现象。

仪器主要由一个透镜、两面镜、反射镜等组成。

通过一个分束器，使得一束光在两面镜上反射后重新汇聚到一个焦点上。

当两束光程相等时，在焦点会形成明纹。

我们根据多普勒效应调整其中一束光的角度和频率，当两束光程差为光波长的整数倍时，光的干涉消失，从而观察到干涉条纹。

四、实验过程1.设置和调试首先，我们需要调试迈克尔逊干涉仪的初始位置。

我们通过调整反射镜的角度和位置，使光束经过分束器后分成两束互相垂直的光束。

然后，我们调整两面镜的位置和角度，使其反射的光线能够重新在同一个点上汇聚。

最后，通过移动一个反射镜，观察到干涉条纹。

2.测量光速我们使用一束白光通过迈克尔逊干涉仪，并在接收器处观察到干涉条纹。

然后，我们将一个反射镜沿光程方向移动，观察到干涉条纹的变化。

我们可以通过测量两个相邻的干涉条纹之间的距离，然后除以相邻两个干涉条纹之间的移动距离，从而得到光波的波长。

最后，我们可以通过波长和频率的关系，计算出光速。

五、实验结果和分析我们通过测量干涉条纹的位置和间距，得到了一系列数据。

根据计算，我们得到了光波的平均波长，并利用频率和波长的关系得出光速。

六、结论通过迈克尔逊干涉实验，我们成功地测量出了光的波长，并得出了光速。

这个实验验证了迈克尔逊实验对新的粒子光子的解释，为光学理论提供了实验支持。

同时，这个实验还深化了我们对光的干涉现象的理解，并展示了光学实验的实际应用。

七、实验心得这是一次很有趣的实验，通过亲自操作仪器，我们更深入地理解了光学原理。