光敏电阻伏安特性曲线实验数据

课程名称：大学物理实验（一）实验名称：光敏电阻特性研究图3 光敏电阻光照特性光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光（可见光）的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。

在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可图4 无光照时的光敏电阻原理示意图图5 有光照时的光敏电阻原理示意图光敏电阻是一种能够感知光的电子元件，其原理在于光照射到光敏电阻表面时，会激发其中的电子发生跃迁，导致电阻值发生变化。

具体来说，光敏电阻中含有一种半导体材料的物质作为感光元件如硒化铋、硫化镉等，当光线照射到这种材料上时，会让一些电子从价带跃迁到导带，使得电子数量增加，从而导致电阻值降低。

导体材料在没有光照射时，其中的电子处于价带中，不能自由移动。

因此，当光线强度增加时，电阻值就会相应地减小；反之，当光线强度减小或消失时，电阻值则会增大。

4.光敏电阻的伏安特性：光敏电阻在光强一定的情况下（偏振片角度θ不变）时，电阻是一个定值电阻。

根据R = U/I,可得到光强不变时电阻是一条直线，它的斜率就是电阻的阻值。

图1 光敏电阻特性研究实验装置图图2偏振片角度θ=30°时光敏电阻的伏安特性曲线由图可知：直线斜率即为此时的光敏电阻的阻值。

由于电压单位是（V）而电流单位是（mA），根据欧姆定律，其中U的单位是（V），I的单位是（A），故此时光敏电阻阻值为1505Ω。

变形式R=UI3.光敏电阻的光照特性和电阻特性研究表3 光敏电阻电流随相对光照强度变化数据表θ0º10º20º30º40º50º60º70º80º90º图3 光敏电阻光照特性曲线由图可知：电压一定时，当相对光强增大时，电流也逐渐增大。

当相对光照强度达到最大时，电流也取到最大值。

当相对光照强度为0时，电流不为0，但接近0，因为光敏电阻的暗阻较大。

除此之外，实验时电压恒定为2V，故可根据欧姆定律变形式R=UI计算不同相对光照强度时的电阻。

光敏电阻的特性研究摘要:本实验利用LED灯、信号发生器和示波器等设备,对光敏电阻的暗电阻特性,不同光强下的伏安特性,不同电压下的光电特性以及光敏电阻的频率特性进行研究和验证。

关键词:光敏电阻,暗电阻,暗电流,光强,伏安特性,光电特性,频率特性。

Abstract:This experiment is about to research and confirm some characteristics of photoresistances, including the characteristic of dark resistance, volt-ampere characteristic under different light intensities, photoelectric characteristic under different voltages and frequency characteristic, using LED light, signal generator and oscillograph and so on. Keywords:photoresistance, dark resistance, dark current, light intensity, volt-ampere characteristic, photoelectric characteristic, frequency characteristic.引言光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器;入射光强,电阻减小,入射光弱,电阻增大。

光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化,在日常生产生活当中有广泛的应用。

一、实验目的:本实验用光强计、信号发生器、示波器等设备,对光敏电阻在不同光强下的伏安特性、一定电压下的光电特性和光敏电阻的频率特性等进行测量、验证和研究。

光敏电阻伏安特性、光敏二极管光照特性(FB815型光敏传感器光电特性实验仪 )凡是将光信号转换为电信号的传感器称为光敏传感器，也称为光电式传感器，它可用于检测直接由光照明度变化引起的非电量，如光强、光照度等;也可间接用来检测能转换成光量变化的其它非电量，如零件直径、表面粗糙度、位移、速度、加速度及物体形状、工作状态识别等。

光敏传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用。

光敏传感器的物理基础是光电效应，通常分为外光电效应和内光电效应两大类，在光辐射作用下电子逸出材料的表面，产生光电子发射现象，则称为外光电效应或光电子发射效应。

基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。

另一种现象是电子并不逸出材料表面的，则称为是内光电效应。

光电导效应、光生伏特效应都是属于内光电效应。

好多半导体材料的很多电学特性都因受到光的照射而发生变化。

因此也是属于内光电效应范畴，本实验所涉及的光敏电阻、光敏二极管等均是内光电效应传感器。

通过本设计性实验可以帮助学生了解光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池与光学纤维的光电传感特性及在某些领域中的应用。

【实验原理】1(光电效应:(1)光电导效应:当光照射到某些半导体材料上时，透过到材料内部的光子能量足够大，某些电子吸收光子的能量，从原来的束缚态变成导电的自由态，这时在外电场的作用下，流过半导体的电流会增大，即半导体的电导会增大，这种现象叫光电导效应。

它是一种内光电效应。

光电导效应可分为本征型和杂质型两类。

前者是指能量足够大的光子使电子离开价带跃入导带，价带中由于电子离开而产生空穴，在外电场作用下，电子和空穴参与电导，使电导增加。

杂质型光电导效应则是能量足够大的光子使施主能级中的电子或受主能级中的空穴跃迁到导带或价带，从而使电导增加。

杂质型光电导的长波限比本征型光电导的要长的多。

(2)光生伏特效应:在无光照时，半导体结内部有自建电场。

电阻伏安特性曲线实验报告电子元件的伏安特性曲线实验报告实验一电子元件伏安特性的测定一、实验目的1( 掌握电压表、电流表、直流稳压电源等仪器的使用方法 2( 学习电阻元件伏安特性曲线的测量方法3( 加深理解欧姆定律，熟悉伏安特性曲线的绘制方法二、原理若二端元件的特性可用加在该元件两端的电压U和流过该元件的电流I之间的函数关系I=f(U)来表征，以电压U为横坐标，以电流I为纵坐标，绘制I-U曲线，则该曲线称为该二端元件的伏安特性曲线。

电阻元件是一种对电流呈阻力特性的元件。

当电流通过电阻元件时，电阻元件将电能转化为其它形式的能量，例如热能、光能等，同时，沿电流流动的方向产生电压降，流过电阻 R的电流等于电阻两端电压U与电阻阻值之比，即I?UR(1-1)这一关系称为欧姆定律。

若电阻阻值R不随电流I变化，则该电阻称为线性电阻元件，常用的普通电阻就近似地具有这一特性，其伏安特性曲线为一条通过原点的直线，如图1-1所示，该直线斜率的倒数为电阻阻值R。

线性电阻的伏安特性曲线对称于坐标原点，说明在电路中若将线性电阻反接，也不会不影响电路参数。

这种伏安特性曲线对称于坐标原点的元件称为双向性元件。

白炽灯工作时，灯丝处于高温状态，灯丝的电阻随温度升高而增大，而灯丝温度又与流过灯丝的电流有关，所以，灯丝阻值随流过灯丝的电流而变化，灯丝的伏安特性曲线不再是一条直线，而是如图1-2所示的曲线。

半导体二极管的伏安特性曲线取决于PN结的特性。

在半导体二极管的PN结上加正向电压时，由于PN结正向压降很小，流过PN结的电流会随电压的升高而急剧增大;在PN结上加反向电压时，PN结能承受和大的压降，流过PN结的电流几乎为零。

所以，在一定电压变化范围内，半导体二极管具有单向导电的特性，其伏安特性曲线如图1-3所示。

图1-2 小灯泡灯丝的伏安特性曲线图1-1 线性电阻元件的伏安特性曲线图1-3 半导体二极管的伏安特性曲线图1-4 稳压二极管的伏安特性曲线稳压二极管是一种特殊的二极管，其正向特性与普通半导体二极管的特性相似。

一、实验目的1. 了解光敏电阻的基本特性和工作原理。

2. 测量光敏电阻的光照特性曲线。

3. 掌握光敏电阻在电路中的应用方法。

4. 分析光敏电阻的响应时间及其影响因素。

二、实验原理光敏电阻是一种半导体器件，其电阻值随入射光的强度而变化。

当入射光强增强时，光敏电阻的电阻值减小；当入射光强减弱时，光敏电阻的电阻值增大。

这种特性使得光敏电阻在光控电路、自动报警系统等领域有着广泛的应用。

光敏电阻的原理基于内光电效应，即当光照射在半导体材料上时，会激发电子从价带跃迁到导带，形成自由电子和空穴对。

这些自由电子和空穴对在电场作用下产生电流，从而改变光敏电阻的电阻值。

三、实验仪器与设备1. 光敏电阻2. 电源3. 电阻箱4. 滑动变阻器5. 电压表6. 电流表7. 照明设备8. 电路连接线四、实验内容与步骤1. 搭建电路将光敏电阻、电源、电阻箱、滑动变阻器、电压表和电流表按照图示电路连接好。

2. 测量光敏电阻的暗电阻关闭照明设备，调节滑动变阻器，使电路中的电流达到稳定值。

记录此时电压表和电流表的读数，计算光敏电阻的暗电阻。

3. 测量光敏电阻的亮电阻打开照明设备，调节滑动变阻器，使电路中的电流达到稳定值。

记录此时电压表和电流表的读数，计算光敏电阻的亮电阻。

4. 测量光敏电阻的伏安特性曲线在不同光照条件下，分别测量光敏电阻的电压和电流值，记录数据。

绘制光敏电阻的伏安特性曲线。

5. 分析光敏电阻的响应时间在不同光照条件下，分别测量光敏电阻的电阻值随时间的变化情况，记录数据。

分析光敏电阻的响应时间及其影响因素。

6. 光敏电阻在电路中的应用设计一个简单的光控电路，利用光敏电阻控制电路的通断。

观察电路的工作情况，分析光敏电阻在电路中的作用。

五、实验结果与分析1. 光敏电阻的暗电阻和亮电阻通过实验测量，得到光敏电阻的暗电阻为\(R_d\)，亮电阻为\(R_l\)。

2. 光敏电阻的伏安特性曲线通过实验绘制光敏电阻的伏安特性曲线，可以发现光敏电阻的电阻值随光照强度的增加而减小。

伏安特性曲线实验报告伏安特性曲线实验报告引言：伏安特性曲线是电子学中最基本的实验之一，它描述了电阻元件的电压与电流之间的关系。

通过实验测量和分析伏安特性曲线，可以深入理解电阻元件的特性和行为。

本实验旨在通过测量不同电阻元件的伏安特性曲线，探究电阻元件的性质和特点。

实验目的：1. 了解伏安特性曲线的基本概念和原理；2. 学习如何使用电压表和电流表进行测量；3. 掌握测量电阻元件的伏安特性曲线的方法；4. 分析不同电阻元件的特性和行为。

实验仪器和材料：1. 电源；2. 电压表和电流表；3. 不同电阻元件；4. 连接线。

实验步骤：1. 将电源、电压表和电流表依次连接起来，组成电路；2. 将不同电阻元件依次连接到电路中；3. 分别调节电源的电压，记录电压表和电流表的读数；4. 根据记录的数据，绘制伏安特性曲线。

实验结果与分析：通过实验测量得到的伏安特性曲线如下图所示：[插入伏安特性曲线图]从图中可以观察到以下几点特点和行为：1. Ohm定律的验证：当电阻元件为线性电阻时，伏安特性曲线呈直线，证明了Ohm定律的成立。

即电流与电压成正比，电阻恒定。

2. 非线性电阻元件的特性：当电阻元件为非线性电阻时，伏安特性曲线呈非线性关系。

这说明电阻元件的电流与电压之间的关系不再是简单的线性关系，而是受到其他因素的影响。

3. 电阻元件的阻值和功率：通过伏安特性曲线可以计算电阻元件的阻值和功率。

根据电流和电压的关系，可以得出电阻元件的阻值。

而根据电流和电压的乘积，可以得出电阻元件的功率。

这些参数对于电阻元件的选用和设计非常重要。

4. 温度对电阻的影响：伏安特性曲线的变化还可以反映电阻元件受温度影响的情况。

随着温度的升高，电阻元件的电阻值也会发生变化，从而导致伏安特性曲线的形状发生改变。

结论：通过本次实验，我们深入了解了伏安特性曲线的概念、原理和测量方法。

通过观察和分析伏安特性曲线，我们可以了解电阻元件的特性和行为，包括线性和非线性关系、阻值和功率的计算以及温度对电阻的影响。

光敏传感器的光电特性研究(FB815型光敏传感器光电斛实验仪) 凡是將光信号转换为电信号的传感器称为光敏传感器，也称为光电式传感器，它可用于检测直接由光照明度变化引起的非电量，如光强.光照皮等：也可间接用来检测能转换成光量变化的其它非电量，如寥件直径、表面紐糙度、位移.速度、加速度及物体形状、工作状态识别等。

光敏传感器具有非接触、响应快.性能可靠等特点，因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用。

光敏传感器的物理基础是光电效应，通常分为外光电效应和内光电效应两大类，在光辐射作用下电子逸出材料的表面，产生光电子发射现象，则称为外光电效应或光电子发射效应。

基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。

另一种现象是电子并不逸出材料表面的，则称为是内光电效应。

光电导效应、光生伏特效应都是属于内光电效应。

好多半导体材料的很多电学特性都因受到光的照射而发生变化。

因此也是属于内光电效应范畴，本实验所涉及的光敏电阻、光敏二极管等均是内光电效应传感器。

通过本设计性实验可以帮助学生了解光敏电阻.光敏二极管的光电传感特性及在菜些领域中的应用。

【实验原理】1.光电效应：(1)光电导效应：当光照射到某些半导体材料上时，透过到材料内部的光子能量足够大，某些电子吸收光子的能量，从原来的束缚态变成导电的自由态，这时在外电场的作用下，流过半导体的电流会增大，即半导体的电导会增大，这种現象叫光电导效应。

它是一种内光电效应。

光电导效应可分为本征型和杂质型两类。

前者是指能量足够大的光子使电子离开价带跃入导带，价带中由于电子离开而产生空穴，在外电场作用下，电子和空穴参与电导，使电导增加。

杂质型光电导效应则是能量足够大的光子使施主能级中的电子或受主能级中的空穴跃迁到导带或价带，从而使电导增加。

杂质型光电导的长波隊比本征型光电导的要长的多。

(2)光生伏特效应：在无光照吋，半导体PN结内部有自建电场。

当光照射在PN结及其附近吋，在能董足够大的光子作用下，在结区及其附近就产生少数载流子(电子、空穴对)。

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p n p e n e σμμ∆=∆⋅⋅+∆⋅⋅ （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，μ表示迁移率。

当两端加上电压U 后，光电流为：ph AI U dσ=⋅∆⋅ （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，σ∆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。

图2 光敏电阻的伏安特性曲线图3 光敏电阻的光电特性曲线当光电器件电极上的电压一定时，光电流与入射到光电器件上的光照强度之间的关系称为光照特性。

实验二 电气元件的伏安特性曲线一、 仪器条件记录【 电表的∆= 量程×级别% 】二、 测量记录（1）接法：电压表内接【因实验已知电压表的内阻R V 】（2）修正关系式：I I V R R V=- ；而I I R R R R V V ≈∴>>Ω=,, 107【 注意：I 的单位换算 】三、 根据测量关系式V RI R ⋅=1计算电阻两端的电压与电流的最佳直线的截距和斜率1.根据V-I 实验图线, 电阻两端的电压与电流呈线性关系（见图1）2.用计算机进行最小二乘法线性回归计算得： （y 表示R I ；x 表示V ；Rb 1=；） （1） 计算机显示记录：a = -4.545454E-03 a U =9.203508E-03(程序中a 的A 类不确定度作为a U )b = 1.008909 b U =1.555677E-03（2） 计算结果表示：a = -0.0045±0.0092 mAb = 1.0089±0.0016 mA/V= (1.0089±0.0016)×103- A/V%16.0%1000089.10016.0%100=⨯=⨯=bU E b b【这里注意两点：① 计算机中10的多少次方是用E 的多少来表示的，但计算结果表示中不能用E 来书写；② 计算结果表示应表示出相应的单位。

a 的单位与y 的单位相同；而斜率bdydx=，所以b 的单位必是输入计算机时y 所用单位和x 所用单位的比。

最后，如有必要，再将所用单位转换成法定计量单位。

】【从上述结果可以看出：a U a ± 中包含0，从另一个侧面说明实验没有显著的系统误差存在。

】图1（图线中R I V 和具有很好的线性关系）四、电阻R 计算和结果表示R 的计算式：)991.18(100089.1113Ω=⨯==-b R。

实验一 光敏电阻特性实验一．实验目的：１．认识学习光敏电阻，掌握光敏电阻的基本工作原理. ２．掌握使用本仪器测定光敏电阻的各种特性.３．达到会用光敏电阻器件进行光电检测方面应用课题的设计。

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，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：p n p e n e σμμ∆=∆⋅⋅+∆⋅⋅图（１）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：ph AI U dσ=⋅∆⋅ 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，光电路越大，而且没有饱和现象，在给定的电压下,光电流的数值将隋光照增强而增大,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。

光敏电阻特性实验报告一、实验目的了解光敏电阻的工作原理，掌握其基本特性和参数的测量方法，研究光照强度对光敏电阻阻值的影响，为实际应用提供理论依据和实验数据。

二、实验原理光敏电阻是一种基于内光电效应的光电元件。

在无光照射时，其电阻值很高；当受到一定波长范围的光照射时，其电阻值迅速下降。

这是因为光子能量激发了半导体材料中的价带电子跃迁到导带，从而增加了载流子浓度，导致电阻减小。

其阻值与光照强度的关系可以用以下公式近似表示：＼R ＝ R_0 e^｛＼beta E}＼其中，＼（R\）是光照下的电阻值，＼（R_0\）是无光照时的电阻值，＼（＼beta\）是一个与材料和结构有关的常数，＼（E\）是光照强度。

三、实验仪器与材料1、直流电源（0 30 V 可调）2、电流表（0 500 μA）3、电压表（0 30 V）4、滑动变阻器（0 10 kΩ）5、遮光罩6、光源（白炽灯）7、光敏电阻（型号：＿____）四、实验步骤1、按照实验电路图连接好电路，将光敏电阻接入电路中，注意正负极的连接。

2、调节滑动变阻器，使电路中的电流为一个较小的定值，记录此时电压表的示数＼（U_1\）。

3、打开光源，逐渐靠近光敏电阻，同时观察电流表和电压表的示数变化，并记录不同距离下的电流＼（I\）和电压＼（U\）。

4、用遮光罩逐步遮挡光源，测量并记录不同遮光程度下的电流和电压值。

5、改变光源的亮度（例如通过调节电源电压），重复上述步骤，测量不同光照强度下的电阻值。

6、对测量数据进行整理和分析。

五、实验数据记录与处理｜距离（cm）｜电流（μA）｜电压（V）｜电阻（kΩ）｜光照强度（lux）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 10 ｜ 200 ｜ 100 ｜ 500 ｜ 1000 ｜｜ 20 ｜ 150 ｜ 80 ｜ 533 ｜ 800 ｜｜ 30 ｜ 100 ｜ 60 ｜ 600 ｜ 600 ｜｜ 40 ｜ 80 ｜ 48 ｜ 600 ｜ 400 ｜｜ 50 ｜ 50 ｜ 30 ｜ 600 ｜ 200 ｜｜遮光程度（％）｜电流（μA）｜电压（V）｜电阻（kΩ）｜光照强度（lux）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 0 ｜ 200 ｜ 100 ｜ 500 ｜ 1000 ｜｜ 25 ｜ 150 ｜ 80 ｜ 533 ｜ 750 ｜｜ 50 ｜ 100 ｜ 60 ｜ 600 ｜ 500 ｜｜ 75 ｜ 50 ｜ 30 ｜ 600 ｜ 250 ｜｜ 100 ｜ 10 ｜ 06 ｜ 600 ｜ 0 ｜｜电源电压（V）｜电流（μA）｜电压（V）｜电阻（kΩ）｜光照强度（lux）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 10 ｜ 200 ｜ 100 ｜ 500 ｜ 1000 ｜｜ 15 ｜ 300 ｜ 150 ｜ 500 ｜ 1500 ｜｜ 20 ｜ 400 ｜ 200 ｜ 500 ｜ 2000 ｜｜ 25 ｜ 500 ｜ 250 ｜ 500 ｜ 2500 ｜根据实验数据，以光照强度为横坐标，电阻值为纵坐标，绘制出电阻与光照强度的关系曲线。

光敏电阻特性的实验研究王玉清;任新成【摘要】简要介绍了光敏电阻的工作原理及基本特性,用实验方法研究了光敏电阻的伏安特性、光照特性、光谱特性,光照强度与光电流之间以及入射光波长与亮电阻之间的关系.实验结果表明,在光照强度较弱时,光敏电阻的电压与电流满足线性关系,在光照强度较强时,电压增大的同时,电流增大的更快;在一定工作电压下,当受到一定波长范围的光照时,对于同一波长的入射光,随着光照强度的增强,光电流在增大,亮电阻在减小;对于不同波长的入射光,在相同光照强度下,随着入射光波长的增大,光电流先增大,后减小,而亮电阻先减小,后增大.表明光敏电阻对光具有选择性.【期刊名称】《延安大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(036)003【总页数】5页(P85-89)【关键词】光敏电阻;伏安特性;光照特性;光谱特性;光照强度【作者】王玉清;任新成【作者单位】延安大学物理与电子信息学院,陕西延安716000;延安大学物理与电子信息学院,陕西延安716000【正文语种】中文【中图分类】TN361光敏电阻是一种基于内光电效应的半导体元件。

在无光照的条件下，光敏电阻的暗电阻一般很大，当受到一定波长范围的光照时，它的阻值急剧变化，电路中电流将迅速增加。

光敏电阻独特的光电导特性使其在各个控制领域有着极为广泛的应用[1-12]。

掌握光敏电阻特性是充分利用光敏电阻的基础。

目前，关于光敏电阻特性的基础研究较少[13-16]。

为了能更好地利用光敏电阻的特性，达到最有效的应用，本文用实验的方法对光敏电阻特性进行了探讨，所得结果为光敏电阻的应用提供参考。

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的变化，使材料的电导率的改变量为△σ=△p·e·μp+△n·e·μn(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，μp为空穴的迁移率，μn为电子的迁移率。

实验4.5 光敏电阻基本特性的测量光敏传感器是将光信号转换为电信号的传感器，也称为光电式传感器，它可用于检测直接引起光强度变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其它非电量，如零件直径、表面粗糙度、位移、速度、加速度及物体形状、工作状态识别等。

光敏传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用。

【实验目的】1. 了解光敏电阻的基本特性，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线。

2. 了解光纤传感器基本特性和光纤通讯基本原理。

【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。

大多数光电控制应用的传感器，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等都是内光电效应传感器。

对于光敏电阻来说，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：n p ne pe μμσ∆+∆=∆ (4.5.1) (4.5.1) 式中e 为电荷量，p ∆空穴浓度的改变量，n ∆电子浓度的改变量，p μ为空穴的迁移率，n μ为电子的迁移率。

当光敏电阻两端加上电压U 后，光电流为 U dAI ph σ∆=(4.5.2) （4.5.2）式中A 为与光电流垂直的截面积，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。

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2.1 伏安特性光敏传感器在一定的入射光强照度下，光敏元件的电流Ph I 与所加电压U 之间的关系称为光敏电阻的伏安特性。

光敏电阻特性测试实验一、实验目的了解光敏电阻工作原理、光照特性及伏安特性。

二、实验内容1、光敏电阻暗电阻和亮电阻的测量；2、光敏电阻光照特性测量；3、光敏电阻伏安特性测量；三、实验器件简介光敏电阻又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；一般情况下入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。

光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。

通常光敏电阻都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。

当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内就激发出电子—空穴对，参与导电，使电路中电流增强。

光敏电阻的主要参数有亮电阻，暗电阻，光电特性，光谱特性，频率特性，温度特性。

在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。

没有极性，属于纯电阻器件，使用时可加直流也可以加交流。

用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。

通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法，在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，然后接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。

在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的价带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。

光照愈强，阻值愈低。

入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。

四、实验原理光敏电阻是用光电导体制成的光电器件，又称光导管。

它是基于半导体光电效应工作的。

当无光照时，光敏电阻值(暗电阻)很大，电路中电流很小。

当光敏电阻受到一定波长范围的光照时，它的阻值(亮电阻)急剧减少，因此电路中电流迅速增加。

光敏电阻的暗电阻越大，亮电阻越小，则性能越好，也就是说，暗电流要小，光电流要大，这样的光敏电阻的灵敏度就高。

光敏电阻的伏安特性实验学院：机械与电子工程学院班级：1521501姓名：谭震学号：2015201501012016.11.30光敏电阻伏安特性实验一．实验目的1.了解内光效应。

2.通过实验掌握光敏电阻工作原理。

3.了解光敏电阻的基本特性，测出它的伏安特性曲线曲线。

二．实验仪器1.FB815光敏传感器光电特性设计性实验仪2.万用表一只3.导线若干4.光敏电阻一只5.1千欧的负载电阻一只三．实验原理1. 光敏电阻的结构与工作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。

光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。

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。

无光照时，光敏电阻值（暗电阻）很大，电路中电流（暗电流）很小。

当光敏电阻受到一定波长范围的光照时，它的阻值（亮电阻）急剧减小，电路中电流迅速增大。

一般希望暗电阻越大越好，亮电阻越小越好，此时光敏电阻的灵敏度高。

实际光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧量级，亮电阻值在几千欧以下。

2.光敏电阻的主要参数(1) 暗电阻：光敏电阻在不受光照射时的阻值称为暗电阻，此时流过的电流称为暗电流。

(2) 亮电阻：光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。

(3) 光电流：亮电流与暗电流之差称为光电流。

3.仪器的构造和使用(1)光学暗箱：大小为360 280 110mm，中间位置是九孔实验板，实验时将用用外用电源，测量时万用表及变阻箱通过不同的接线口接入。

(2)JK—30工作电源：主要提供工作电压，一路光电源输出供白炽灯发光，电压0~12伏可变，另一路传感器工作电源2 4 6 8 12v 等量值变化。

4.实验电路图四．可行性分析1.光敏电阻具有受到强光照射时，它的阻值会急剧减小，电路中电流迅速增大的特点。

根据光敏电阻的这一特性，只要在一定的电压下，改变光敏电阻所受到的光照强度，同时测出通过光敏电阻的电流，就能描绘出光敏电阻的光照特性曲线。