1 中国石油大学 智能仪器 实验报告 成 绩：
班级： 姓名： 同组者： 教师：
光敏电阻实验
【实验目的】
1、 了解光敏电阻的工作原理；
2、 掌握光敏电阻的光电特性，光谱响应特性，频率特性等基本特性；
3、 理解光敏电阻的一般应用。
【实验原理】
光敏电阻是利用半导体光电导效应制成的一种特殊电阻，对光线十分敏感，它的电阻值能随着外界光照强弱（明暗）变化而变化．它在无光照射时，呈高阻状态；当有光照射时，其电阻值迅速减小．光敏电阻通常由光敏层、玻璃基片（或树脂防潮膜）和电极等组成的，如图1所示。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我们日常生活中随处可见,广泛应用于各种自动控制电路（如自动照明灯控制电路、自动报警电路等）、家用电器（如电视机中的亮度自动调节,照相机的自动曝光 图1 光敏电阻结构图
控制等）及各种测量仪器中。
在光照作用下能使物体的电导率改变的现象称为内光电效应．本实验所用的光敏电阻就是基于内光电效应的光电元件．当内光电效应发生时，固体材料吸收的能量使部分价带电子迁移到导带，同时在价带中留下空穴。这样由于材料中载流子个数增加，使材料的电导率增加，电导率的改变量为
pnpene （1）
在（1）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，表示迁移率。
当两端加上电压U后，光电流为：
phAIUd （2）
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，为恒定的值，因而光电流和电压成线性关系。 光敏电阻的伏安特性如图2所示，不同的光照度可以得到不同的伏安特性，表明电阻值随光照 2 度发生变化。光照度不变的情况下，电压越高，光电流也越大，而且没有饱和现象。当然，与一般电阻一样光敏电阻的工作电压和电流都不能超过规定的最高额定值。
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教育资料 实 验 报 告
姓 名：高阳 班 级：F0703028 学 号：5070309013 实验成绩：
同组姓名： 实验日期：08/4/14 指导老师：助教15 批阅日期：
光敏电阻基本特性的测量
【实验目的】
1. 了解光敏电阻的工作原理及相关的特性。
2. 了解非电量转化为电量进行动态测量的方法。
3. 了解简单光路的调整原则和方法.
4. 在一定照度下，测量光敏电阻的电压与光电流的关系。
5. 在一定电压下，测量光敏电阻的照度与光电流的关系。
【实验原理】
1 光敏电阻的工作原理
在光照作用下能使物体的电导率改变的现象称为内光电效应。本实验所用的光敏电阻就是基于内光电效的光电元件。当内光电效应发生时，固体材料吸收的能量使部分价带电子迁移到导带，同时在价带中留下空穴。这样由于材料中载流子个数增加，使材料的电导率增加。电导率的改变量为：
(1) 式中e为电荷电量； 为空穴浓度的改变量； 为电子浓度的改变量； 为空穴的迁移率； 为电子的迁移率。当光敏电阻两端加上电压U后，光电流为
(2) 式中A为与电流垂直的截面积，d为电极间的距离。
用于制造光敏电阻的材料主要有金属的硫化物、硒化物和锑化物等半导体材料．目前生产的光敏电阻主要是硫化镉．光敏电阻具有灵敏度高、光谱特性好、使用寿命长、稳定性能高、体积小以及制造工艺简单等特点，被广泛地用于自动化技术中．
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教育资料 本实验光敏电阻得到的光照 由一对偏振片来控制。当两偏振片之间的夹角为 时，光照 为 ，其中： 为不加偏振片时的光照，D为当量偏振片平行时的透明度。
2 光敏电阻的基本特性
光敏电阻的基本特性包括伏-安特性、光照特性、光电灵敏度、光谱特性、频率特性和温度特性等。本实验主要研究光敏电阻的伏-安特性和光照特性。
Arduino 使用光敏电阻实验
Arduino 是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。包含硬件（各
种型号的 Arduino 板）和软件（Arduino IDE）。由一个欧洲开发团队于 2005
年冬季开发。其成员包括 Massimo Banzi、David CuarTIelles、Tom Igoe、
Gianluca MarTIno、David Mellis 和 Nicholas ZambetTI 等。
它构建于开放原始码 simple I/O 介面版，并且具有使用类似 Java、C 语言
的 Processing/Wiring 开发环境。主要包含两个主要的部分：硬件部分是可以
用来做电路连接的 Arduino 电路板；另外一个则是 Arduino IDE，你的计算机
中的程序开发环境。你只要在 IDE 中编写程序代码，将程序上传到 Arduino
电路板后，程序便会告诉 Arduino 电路板要做些什幺了。
Arduino 能通过各种各样的传感器来感知环境，通过控制灯光、马达和其
他的装置来反馈、影响环境。板子上的微控制器可以通过 Arduino 的编程语
言来编写程序，编译成二进制文件，烧录进微控制器。对 Arduino 的编程是
通过 Arduino 编程语言 （基于 Wiring）和 Arduino 开发环境（基于
Processing）来实现的。基于 Arduino 的项目，可以只包含 Arduino，也可以
包含 Arduino 和其他一些在 PC 上运行的软件，他们之间进行通信 （比如
Flash， Processing， MaxMSP）来实现。
深 圳 大 学 实 验 报 告
课程名称： 大学物理实验（一）
课程编号：
实验名称： 光敏电阻基本特性测量
学院：
专业： 班级：
组号： 指导教师：
报告人： 学号：
实验地点
实验时间： 年 月 日
实验报告提交时间： 得分 教师签名 批改日期
一、实验目的：
二、实验原理： 三、实验仪器：
四、实验内容与步骤： 五、数据记录表格：
组号：_________________ 姓名：___________________
表1 在不同时phI随U 变化的实验数据
VU/ mAIph/
0 30 60 90
表2 在不同U时phI 随照度（2Cos）变化的实验数据
)/( Cos 2Cos mAIph/
U= V U= V U= V U= V U= V
0
10
20
30
40
50
60
70
80
