光敏传感器光电特性测量实验
光电检测实验报告
光电检测实验报告光电检测试验报告重庆理工大学光电信息学院实验一光敏电阻特性实验实验原理: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。
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。
内光电效应发生时，光敏电阻电导率的改变量为： ????p?e??p??n?e??n ，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：Iph?A????U d式中A为与电流垂直的外表，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1-2所示，不同的光照度可以得到不同的伏安特性，说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，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1-2光敏电阻的伏安特性曲线图1-3 光敏电阻的光照特性曲线实验仪器:稳压电源、光敏电阻、负载电阻〔选配单元〕、电压表、各种光源、遮光罩、激光器、光照度计〔做光照特性测试，由用户自备或选配〕实验步骤:1. 测试光敏电阻的暗电阻、亮电阻、光电阻观察光敏电阻的结构,用遮光罩将光敏电阻完全掩盖,用万用表欧姆档测得的电阻值为暗电阻R暗,移开遮光罩，在环境光照下测得的光敏电阻的阻值为亮电阻R亮，暗电阻与亮电阻之差为光电阻，光电阻越大，那么灵敏度越高。
在光电器件模板的试件插座上接入另一光敏电阻，试作性能比拟分析。
2. 光敏电阻的暗电流、亮电流、光电流按照图1-5接线，分别在暗光及有光源照射下测出输出电压暗和U亮，电流L暗=U暗/R,亮电流L亮=U亮/R，亮电流与暗电流之差称为光电流，光电流越大那么灵敏度越高。
3. 光敏电阻的伏安特性测试按照上图接线，电源可从直流稳压电源+2~+12V间选用，每次在一定的光照条件下，测出当加在光敏电阻上电压为+2V；+4V；+6V；+8V；+10V；+12V时电阻R两端的电压UR，和电流数据，同时算出此时光敏电阻的阻值，并填入以下表格，根据实验数据画出光敏电阻的伏安特性曲线。
光敏传感器实验报告缺点与不足
光敏传感器实验报告缺点与不足1.引言1.1 概述概述部分的内容可以描述光敏传感器的基本概念和作用，以及在实验中的重要性。
以下是一个概述部分的示例：光敏传感器作为一种重要的光电器件，在现代科技中发挥着重要的作用。
它能够将光信号转化为电信号，从而实现对光照强度的检测和测量。
光敏传感器广泛应用于各个领域，包括工业自动化、智能家居、医疗仪器等。
本次实验旨在探讨光敏传感器的实际应用和性能特点，并尝试评估其在特定条件下的缺点和不足之处。
通过这次实验，我们可以更好地了解和掌握光敏传感器的工作原理，为其进一步的改进提供参考。
在本篇报告中，我们将首先介绍实验所采用的光敏传感器的基本原理和结构。
然后，我们将详细分析和讨论实验过程中所发现的两个主要缺点，并提出相应的改进建议。
最后，我们将对整个实验进行总结，并展望未来对光敏传感器的研究和应用方向。
通过本次实验的研究和讨论，我们可以更深入地了解光敏传感器在实际应用中的局限性和挑战，为进一步的研究和改进提供重要的参考和启示。
希望通过我们的努力和研究，可以推动光敏传感器技术的发展，实现更加精确和可靠的光照强度检测与测量。
文章结构部分应该包含文章的整体结构，以及各个部分的内容概述。
具体编写如下：1.2 文章结构本文包括以下几个部分：1. 引言引言部分主要对本实验报告进行概述，并介绍文章的目的。
首先，我们会简要介绍光敏传感器的作用及其在现代科技中的重要性。
然后，我们会介绍本实验报告的整体结构，包括各个章节的主要内容和目标。
2. 正文正文部分是本实验报告的核心部分，主要讨论光敏传感器实验中发现的缺点与不足。
其中，我们将详细分析两个主要的缺点，并提供详细的实验数据和分析结果。
首先，我们将介绍第一个缺点，并解释其对实验结果的影响。
然后，针对第二个缺点，我们将提供可能的解释和分析，并讨论其对实验的影响程度。
3. 结论结论部分对整个实验报告进行总结，并提出一些建议改进的方向。
首先，我们将对实验中发现的缺点进行总结，并评估其对实验结果的影响。
光电探测实验报告
实验一光敏电阻特性实验实验原理: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。
由于半导体在光照的作用下, 电导率的变化只限于表面薄层,因此将掺杂的半导体薄膜沉积在绝缘体表面就制成为了光敏电阻，不同材料制成的光敏电阻具有不同的光谱特性。
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。
实验所需部件:稳压电源、光敏电阻、负载电阻(选配单元)、电压表、各种光源、遮光罩、激光器、光照度计(由用户选配)实验步骤:1、测试光敏电阻的暗电阻、亮电阻、光电阻观察光敏电阻的结构 ,用遮光罩将光敏电阻彻底掩盖,用万用表测得的电阻值为暗电阻R 暗,移开遮光罩，在环境光照下测得的光敏电阻的阻值为亮电阻，暗电阻与亮电阻之差为光电阻，光电阻越大，则灵敏度越高。
在光电器件模板的试件插座上接入另一光敏电阻，试作性能比较分析。
2、光敏电阻的暗电流、亮电流、光电流按照图(3)接线，电源可从+2~+8V 间选用，分别在暗光和正常环境光照下测出输出电压V 暗和 V 亮则暗电流 L 暗=V 暗/R L,亮电流 L 亮=V 亮/R L，亮电流与暗电流之差称为光电流，光电流越大则灵敏度越高。
分别测出两种光敏电阻的亮电流，并做性能比较。
图(2)几种光敏电阻的光谱特性3、伏安特性:光敏电阻两端所加的电压与光电流之间的关系。
按照图(3)分别测得偏压为 2V、4V、6V、8V、10V、12V 时的光电流，并尝试高照射光源的光强，测得给定偏压时光强度的提高与光电流增大的情况。
将所测得的结果填入表格并作出 V/I 曲线。
偏压 2V 4V 6V 8V 10V 12V光电阻 I光电阻 II注意事项:实验时请注意不要超过光电阻的最大耗散功率P MAX, P MAX=LV。
光源照射时灯胆及灯杯温度均很高，请勿用手触摸，以免烫伤。
实验时各种不同波长的光源的获取也可以采用在仪器上的光源灯泡前加装各色滤色片的办法，同时也须考虑到环境光照的影响。
光敏传感器光电特性测量实验
光敏传感器光电特性测量实验光敏传感器是一种能够感应光线并将光线转化为电信号的传感器，广泛应用于光电自动控制、测距仪器、安防监控等领域。
本实验旨在通过对光敏传感器光电特性的测量，了解光敏传感器的基本结构和工作原理，掌握光敏传感器的光电特性及其影响因素。
实验原理光敏传感器的光电特性包括光电流-光照度曲线及响应时间。
光电流-光照度曲线是指光敏传感器输出光电流随光照度的变化关系，它反映了光敏元件灵敏度的大小；响应时间是指光敏传感器感应光线后输出光电信号的时间，它反映了光敏元件的响应速度。
实验器材光敏传感器、示波器、信号发生器、闪光灯、光照度计、计时器、直流电源等。
实验步骤1、将光敏传感器安装在实验架上，并接上直流电源。
2、使用信号发生器调节输出频率（以1000Hz为例），并将输出信号接入光敏传感器。
3、打开示波器，将光敏传感器的输出信号接入通道一，并将光照度计放置在传感器的前方，测量照度值（单位：勒克斯）。
4、先测量光敏传感器在不同光照度下的输出电压（即光电流-光照度曲线），记录下每组数据。
5、再测量传感器对快速变化光信号的响应时间。
将闪光灯对准传感器，并将其发送频率调整到1000Hz。
同时启动计时器，记录下传感器响应时间。
实验结果处理1、绘制光电流-光照度曲线，并根据曲线斜率计算出传感器灵敏度。
2、根据响应时间和光敏传感器输入信号频率计算出传感器响应速度。
实验注意事项1、实验过程中要注意传感器与其他器材的连接，保证连接稳定可靠。
2、测量光照度时，要将光照度计放在传感器前方准确测量，确保实验数据的准确性。
3、在实验过程中应注意使用安全措施，避免因不当操作造成伤害。
结论本实验通过对光敏传感器的光电特性进行测量，研究了光敏传感器的工作机理及其影响因素。
实验结果表明，光敏传感器的光电流-光照度曲线呈现出一定的非线性特征，传感器的灵敏度随外界光照度的增加而降低。
传感器的响应时间与输入信号的频率密切相关，随信号频率的增加而减小。
实验一.光电传感器实验
实验一光电传感器实验1-1 PSD光电位置传感器——位移测量一．实验目的：１．了解PSD光电位置传感器的结构。
2.掌握PSD光电位置传感器的工作原理。
二.实验原理：光电位置敏感器件（PSD）是基于光伏器件的横向效应的器件，是一种对入射到光敏面上的光电位置敏感的光电器件。
因此，称其为光电位置敏感器件（Position Sensitive Detector，简称为PSD），如图1所示为PIN型PSD器件的结构示意图，它由三层构成，上面为P型层，中间位I型层，下面为N型层。
在上面的P型层上设置有两个电极，两电极间的P型层除具有接受入射光的功能外还具有横向分布电阻的特性。
即P型层不但为光敏层，而且还是一个均匀的电阻层。
当光束入射到PSD器件光敏层上距中心点得距离为xA时，在入射位置上产生与入射辐射成正比的信号电荷，此电荷形成的光电流通过电阻P型层分别由电极1和2输出，设P型层的电阻是均匀的，两电极间的距离为2L，流过两电极的电流分别为I1和I2，则流过N 型层上电极的电流I0为I1和I2之和，即I0=I1+I2。
若以PSD器件的几何中心点O为原点，光斑中心距原点O的距离为xA，则利用上式即可测出光斑能量中心对于器件中心的位置xA，它只与电流I1和I2的和、差及其比值有关，而与总电流无关。
图1 图2PSD器件已被广泛地应用于激光自准直、光点位移量和振动的测量、平板平行度的检测和二维位置测量等领域。
目前，PSD器件已有一维和二维两种PSD器件。
本仪器用的是一维PSD器件，主要用来测量光斑在一维方向上的位置或移动量的装置，图2为一维PSD器件的原理图，其中①和②为信号电极，③为公共电极。
它的光敏面为细长的矩形条。
图3为其等效电路，它由电流源Ip、理想二极管VD、结电容Cj、横向分布电阻RD和并联电阻Rsh组成， PSD器件属于特种光伏器件，它的基本特性与一般硅光伏器件基本相同，如光谱响应、时间响应和温度响应等与前面讲述的PN结光伏器件相同。
光电传感器系列实验
东南大学物理实验报告姓名学号指导教师日期报告成绩实验名称光敏传感器的光电特性研究目录实验一光敏电阻特性实验实验二光敏二极管特性实验一、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、了解硅光电池的基本特性，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线；3、了解硅光敏二极管的基本特性，测出它的伏安特性和光照特性曲线；4、了解硅光敏三极管的基本特性，测出它的伏安特性和光照特性曲线。
二、实验原理：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。
1、光电效应光敏传感器的物理基础是光电效应，在光辐射作用下电子逸出材料的表面，产生光电子发射称为外光电效应，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。
电子并不逸出材料表面的则是内光电效应。
光电导效应、光生伏特效应则属于内光电效应。
即半导体材料的许多电学特性都因受到光的照射而发生变化。
光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类，几乎大多数光电控制应用的传感器都是此类，通常有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等。
（1）光电导效应若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。
光电检测技术实验
实验一光电检测器件综合特性测试一．实验目的运用光电效应、光电变换、检测电路、信号采集及数据分析处理等多种知识对常用半导体光电检测器件特性进行综合测试，并通过分析、比较，最终掌握其应用。
二．实验设备CSY-G型光电实验仪1台/组三．实验原理半导体光电检测器件是利用了内光电效应将光信号转变成电信号，经检测电路处理后，来观察其光电特性、伏—安特性的综合测试方法。
四．实验步骤1.光敏电阻⑴光敏电阻光电特性测试测量数据并填入下表，作出照度—电流曲线⑵光敏电阻伏—安特性测试将光强调节为100Lx，测量数据并填入下表，作出V—I曲线2.光敏二极管⑴光敏二极管光电特性测试选择R f =20K，测量数据并填入下表（I=V0/R f），作出照度—电流曲线⑵光敏二极管伏—安特性测试将光强调节为100Lx，光敏二极管“+”极与公共端之间的联线去除，再将“-Vcc”端口与光敏二极管“+”极相连，给二极管加上偏压，测量数据并填入下表，作出V—I曲线3.光敏三极管⑴光敏三极管光电特性测试测量电压读数，计算出电流，并填入下表，作出照度—电流曲线⑵光敏三极管伏—安特性测试将光强调节为100Lx，测量电压，计算电流，并填入下表，作出V—I曲线4.光电池⑴光电池光电特性测试测量数据并填入下表，作出照度—电流曲线及照度—电压曲线⑵光电池伏—安特性测试将光强调节为100Lx，测量电压/电流读数，并填入下表，作出V—I曲线五．分析与讨论1．根据测试结果作出以上光电检测器件相应的光电特性曲线及V—I曲线；2．对测试误差进行分析。
六．注意事项连接电路时应确认无误，再通电测试。
实验二光纤位移传感器测距一. 实验目的掌握光纤位移传感器的测距方法。
二. 实验设备CSY-G型光电传感器实验仪三. 实验原理反射式光纤位移传感器的工作原理如图所示结构，两束多膜光纤一端合并组成光分别作为光源光纤和接收光纤，光纤只起传输发射器的红外光，经光源光纤照射至反射接收光纤至光电转换器将接受到的光纤转强决定于反位移量。
光电特性综合实验报告
一、实验目的1. 理解光电效应的基本原理。
2. 掌握光敏电阻和光电管的光电特性。
3. 通过实验，分析光敏电阻和光电管在不同光照条件下的电阻和电流变化。
4. 学习使用光电效应实验装置，测定普朗克常量。
二、实验原理光电效应是指当光照射到某些物质表面时，物质表面的电子吸收光子的能量而逸出，形成电流的现象。
根据爱因斯坦的光电效应方程，光电子的最大动能与光子的能量成正比，与光的频率有关，而与光的强度无关。
光敏电阻是一种利用光电效应原理工作的传感器，其电阻值随光照强度的变化而变化。
光电管是一种利用光电效应将光信号转换为电信号的器件，其输出电流与入射光的强度成正比。
三、实验仪器与材料1. 光电效应实验装置2. 光敏电阻3. 光电管4. 可调光源5. 电流表6. 电压表7. 数据采集系统8. DataStudio软件四、实验内容及步骤1. 光敏电阻光电特性测试(1) 将光敏电阻接入电路，测量其在不同光照强度下的电阻值。
(2) 使用数据采集系统记录光敏电阻在不同光照强度下的电阻值。
(3) 分析光敏电阻的光电特性曲线，研究电阻值与光照强度的关系。
2. 光电管光电特性测试(1) 将光电管接入电路，调整光源的强度，测量不同光照强度下的光电流。
(2) 使用数据采集系统记录光电管在不同光照强度下的光电流。
(3) 分析光电管的光电特性曲线，研究光电流与光照强度的关系。
3. 普朗克常量测定(1) 调整光源的频率，测量光电管在不同频率下的光电流。
(2) 使用数据采集系统记录光电管在不同频率下的光电流。
(3) 根据光电效应方程，计算普朗克常量。
五、实验结果与分析1. 光敏电阻的光电特性曲线显示，随着光照强度的增加，光敏电阻的电阻值逐渐减小，呈现出线性关系。
2. 光电管的光电特性曲线显示，随着光照强度的增加，光电流逐渐增大，呈现出线性关系。
3. 通过实验测定的普朗克常量与理论值相符，验证了光电效应方程的正确性。
六、实验结论1. 光敏电阻的光电特性曲线表明，其电阻值与光照强度呈线性关系。
光敏电阻特性参数及其测量实验报告
暨南大学本科实验报告专用纸课程名称：光电子材料与器件实验实验项目名称：1.1 光敏电阻特性参数及其测量实验项目类型验证实验地点N127 成绩评定学生姓名何淦文学号2015051626 学院信息科学技术学院系电子工程系专业电子科学与技术实验时间2018年4月10日下午～4月10日下午指导教师杨恢东实验1.1 光敏电阻特性参数及其测量1. 实验目的通过本实验，认识并学习光敏电阻，掌握光敏电阻的基本工作原理、暗电阻、亮电阻、光照特性等基本参数及其测量方法。
2. 实验器材①光电传感器实验平台主机1台；②LED光源实验装置1个；③发光二极管R、G、B、W四色各1个；④光敏电阻1个；⑤光电探测实验装置1个；⑥滑块3个；⑦光电器件支杆3个；⑧连接线20条；⑨照度计探头1个；3. 实验步骤（1）元件组装①将光敏电阻牢固地安插在光电探测实验装置上，如图1.1-1所示。
将延长接圈拧到装置上，将接圈上的定位块旋转到合适位置，使光敏电阻固定不动且与装置同轴，即完成光敏电阻实验装置的安装；光敏电阻实验装置后面黑色引出线为黑螺钉一侧（负极）插孔引出电极，而红色引出线为靠近白螺钉一侧（正极）插孔引出电极。
将光敏电阻实验装置用支撑杆安装在滑块上，再用滑块将光敏电阻实验装置固定在导轨。
图1.1-1 图1.1-2②将LED发光二极管（白色）牢固地安插在LED光源装置上，二极管的长脚插入白色螺钉一侧的插孔内（正极），短脚插入黑色螺钉一侧的插孔内（负极），如图1.1-2。
将延长接圈拧到装置上，将接圈上的定位块旋转到合适位置，使得LED固定不动且与装置同轴，即完成LED光源装置的安装。
光源装置后面黑色引出线为黑螺钉一侧（负极）插孔引出电极，而红色引出线为靠近白螺钉一侧（正极）插孔引出电极。
将光源装置用支撑杆安装在滑块上，再用滑块将光源装置固定在导轨上。
③将光源装置与光敏电阻实验装置相对安装在一起，使LED发出的光恰好被光敏电阻所接收，并能够排除外界杂光的干扰为最好，如图1.1-3。
光电技术系统实验报告
一、实验目的1. 了解光电技术的基本原理和应用领域；2. 掌握光电传感器的使用方法和性能测试；3. 学习光电系统的设计和调试方法；4. 培养实验操作能力和分析问题的能力。
二、实验原理光电技术是利用光与物质相互作用产生电信号的一种技术。
它广泛应用于信息获取、传输、处理、显示和存储等领域。
本实验主要涉及光电传感器、光电转换器、光电控制器等基本组件，通过实验了解光电技术的原理和应用。
三、实验器材1. 光电传感器（光敏电阻、光电二极管、光电三极管等）；2. 光源（白炽灯、激光器等）；3. 光电转换器（光电耦合器、光电倍增管等）；4. 光电控制器（放大器、滤波器、整形器等）；5. 测量仪器（示波器、万用表等）；6. 实验平台（实验桌、支架等）。
四、实验步骤1. 光电传感器性能测试（1）将光电传感器分别接入光敏电阻、光电二极管、光电三极管等；（2）调整光源强度，观察传感器输出信号的变化；（3）记录不同光源强度下传感器的输出信号，分析其特性。
2. 光电转换器性能测试（1）将光电转换器接入光电耦合器、光电倍增管等；（2）调整光源强度，观察光电转换器的输出信号；（3）记录不同光源强度下光电转换器的输出信号，分析其特性。
3. 光电控制器性能测试（1）将光电控制器接入放大器、滤波器、整形器等；（2）调整输入信号，观察光电控制器的输出信号；（3）记录不同输入信号下光电控制器的输出信号，分析其特性。
4. 光电系统设计（1）根据实验需求，设计光电系统方案；（2）选择合适的传感器、转换器和控制器；（3）搭建实验平台，进行系统调试；（4）测试系统性能，验证设计方案。
五、实验结果与分析1. 光电传感器性能测试结果通过实验，我们得到了不同光电传感器在不同光源强度下的输出信号。
结果表明，光敏电阻、光电二极管、光电三极管等传感器具有不同的响应速度和灵敏度。
在实际应用中，应根据需求选择合适的传感器。
2. 光电转换器性能测试结果实验结果显示，光电耦合器和光电倍增管等转换器在提高信号传输距离和放大信号方面具有显著效果。
光电探测器特性测量实验
光敏元件的特性测试-光敏二极管特性一．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（2）所示。
图（2）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（3）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（4）所示。
光电传感器的实验报告
一、实验目的1. 了解光电传感器的基本原理和结构。
2. 掌握光电传感器的性能参数及其测量方法。
3. 分析光电传感器的应用领域和特点。
二、实验原理光电传感器是利用光电效应将光信号转换为电信号的传感器。
其基本原理是：当光照射到半导体材料上时，半导体材料中的电子和空穴受到激发，产生光电子，从而形成电流。
根据光电效应，光电传感器的输出电流与入射光的强度成正比。
三、实验仪器与设备1. 光电传感器：光敏电阻、光电二极管、光电三极管等。
2. 光源：白炽灯、激光器等。
3. 信号发生器：函数信号发生器。
4. 电压表：数字电压表。
5. 示波器：双踪示波器。
6. 电阻箱：可调电阻箱。
7. 电路连接线：导线、接插件等。
四、实验内容与步骤1. 光电传感器的识别与测试（1）观察光电传感器的结构，了解其工作原理。
（2）将光电传感器与电路连接，测试其暗电流、亮电流和光照特性。
（3）调节光源强度，记录不同光照强度下的输出电流，绘制光照特性曲线。
2. 光电传感器的应用实验（1）光控开关实验将光电传感器、电阻、电容、二极管和继电器等元件连接成光控开关电路。
调节电阻值，观察开关在不同光照强度下的工作状态。
（2）光敏电阻应用实验将光敏电阻与电路连接，测试其在不同光照强度下的电阻值变化。
观察光敏电阻在光控开关、光敏报警器等应用中的效果。
（3）光电二极管应用实验将光电二极管与电路连接，测试其在不同光照强度下的电流输出。
观察光电二极管在光电计数器、光电报警器等应用中的效果。
五、实验结果与分析1. 光电传感器的性能参数通过实验，我们得到了光电传感器的暗电流、亮电流和光照特性曲线。
根据实验数据，可以分析光电传感器的性能参数，如灵敏度、响应时间、线性度等。
2. 光电传感器的应用效果通过光控开关、光敏电阻和光电二极管的应用实验，我们观察到了光电传感器在实际应用中的效果。
实验结果表明，光电传感器具有响应快、非接触、抗干扰能力强等特点，在工业自动化、智能家居等领域具有广泛的应用前景。
光敏传感器的光电特性实验11927
光敏传感器的光电特性研究北京信息科技大学物理实验室【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、了解硅光电池的基本特性，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线；3、了解硅光敏二极管的基本特性，测出它的伏安特性和光照特性曲线；4、了解硅光敏三极管的基本特性，测出它的伏安特性和光照特性曲线。
【实验原理】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。
1、光电效应光敏传感器的物理基础是光电效应，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。
电子并不逸出材料表面的则是内光电效应，几乎大多数光电控制应用的传感器都是此类，通常有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等。
光电导效应、光生伏特效应是两种常见的内光电效应。
（1）光电导效应若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。
光敏电阻传感器实训报告
一、实验目的1. 了解光敏电阻的工作原理和特性。
2. 掌握光敏电阻传感器的应用及实验方法。
3. 学会使用光敏电阻传感器进行简单的光照强度检测和信号处理。
4. 培养动手能力和创新思维。
二、实验原理光敏电阻是一种电阻值随光照强度变化的半导体元件。
当光照强度发生变化时，光敏电阻的电阻值也会随之改变。
这种特性使得光敏电阻在光照强度检测、光控电路等领域有着广泛的应用。
光敏电阻的工作原理基于内光电效应。
当光照射到光敏电阻表面时，光子与半导体中的电子发生碰撞，使电子获得能量并跃迁到导带，形成自由电子。
自由电子在外加电场的作用下作漂移运动，从而产生电流。
光照强度越大，产生的自由电子越多，电流也越大，光敏电阻的电阻值就越小。
三、实验仪器与设备1. 光敏电阻传感器2. 光源3. 电阻箱4. 电压表5. 电流表6. 稳压电源7. 滑动变阻器8. 线路连接线9. 电路实验板四、实验步骤1. 搭建实验电路根据实验要求，搭建如图1所示的实验电路。
电路包括光敏电阻、电阻箱、电压表、电流表、稳压电源和滑动变阻器。
图1 实验电路图2. 调整电路参数将光敏电阻与电阻箱串联，调节电阻箱的阻值，使电路达到预定的电压值。
调整滑动变阻器的阻值，使电流表和电压表的读数满足实验要求。
3. 光照强度检测将光源照射到光敏电阻上，观察电压表和电流表的读数变化。
记录不同光照强度下的电压和电流值。
4. 数据分析根据实验数据，绘制光照强度与电阻值、电流值、电压值之间的关系曲线。
5. 实验结果分析通过实验数据分析，得出以下结论：（1）光敏电阻的电阻值随光照强度增大而减小。
（2）光敏电阻的灵敏度与材料、结构等因素有关。
（3）光敏电阻在光照强度检测、光控电路等领域具有广泛的应用。
五、实验结果与分析1. 光照强度与电阻值的关系通过实验数据绘制光照强度与电阻值之间的关系曲线，如图2所示。
图2 光照强度与电阻值关系曲线由图2可以看出，光敏电阻的电阻值随光照强度增大而减小，呈线性关系。
光敏传感器的光电特性测量实验
高峰 辽宁科技大学 物理与计算科学实验中心
目
1.引言 2.实验目的 3.实验原理 4.实验的仪器 5.实验的方法与步骤 6.实验的结果与分析 7.对照表 8.注意事项
录
大型硅光电池（藏北）
一、引言
1.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。
光敏传感器的物理基础是光电效应，光电效应通常分为外光电效应和内光电效应 两大类。外光电效应是指在光照射下，电子逸出物体表面的外发射的现象，也称光 电发射效应，基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。内光电效应是指 入射的光强改变物质导电率的物理现象，称为光电导效应。几乎大多数光电控制应 用的传感器都是此类，通常有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等。
可以看出光敏电阻的光照特性呈非线性，一般不适合作线性检测元件。
四、实验仪器
五、实验内容与步骤
1.实验内容：
1.1测量光敏电阻的伏安特性,用计算机软件绘出伏安特性曲线. 1.2测量光敏电阻的光照特性,用计算机软件绘出光照特性曲线.
2.实验步骤:
2.1光敏电阻的伏安特性测试实验 2.1.1按示意图接好实验线路。 将检测用光敏电阻装入待测点，连结主机UCC：2-12V电源； 光源标准钨丝灯连接0--24V（可调）光源电压； R1两端的电压UR1接入数字电压表。
10.00(3.00)
15.00(6.00) 20.00(9.00) 25.00(12.00) 30.00(15.00) 35.00(18.00) 40.00(21.00) 45.00(24.00)
1.05
1.63 2.15 2.58 2.93 3.24 3.49 3.71
1.05
1.63 2.15 2.58 2.93 3.24 3.49 3.71
光敏电阻传感器特性及应用实验
光敏电阻传感器特性及应用实验1.了解光敏电阻的光电特性2.了解光敏电阻暗电流、光电流的测量方法3.掌握光敏电阻的伏安特性、负载特性的测量方法1.分析光敏电阻传感器测量电路的原理；2.连接传感器物理信号到电信号的转换电路；3.软件观测亮度变化时输出信号的变化情况；4.记录实验波形数据并进行分析。
1.开放式传感器电路实验主板；2.光敏电阻亮度测量模块；3.导线若干。
光敏电阻又称光导管，它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。
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。
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。
实际上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。
图1-1 光敏电阻的电极实验原理及内容：光敏电阻的主要参数及测试方法：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。
在测量光敏电阻的暗电流时，应先将光敏电阻置于黑暗环境中30分钟以上，否则电压表的读数会较长时间后才能稳定。
将光敏电阻完全置入黑暗环境中（用遮光罩为光敏电阻遮光，且不通电），使用万用表电阻档测量光敏电阻引脚输出端，即可得到光敏电阻的暗电阻R暗。
由于光敏电阻的个体差异，某些暗电阻可能大于200兆欧，属于正常现象。
利用图1-2，可以测量光敏电阻的暗电流，图中取E=12V，RL=10M，由电压表读数除以RL，即可得出光敏电阻的暗电流I暗。
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。
亮电阻的测试：在一定的光照条件下（移除遮光罩）由Counter输出PWM波驱动LED光源，使用万用表电阻档测量光敏电阻引脚输出端，即可得到光敏电阻的暗电阻R亮。
利用图1-3，取E=12V，RL=2k。
光敏传感器实验报告
光敏传感器实验报告光敏传感器实验报告引言：光敏传感器是一种能够感知光线并将其转化为电信号的器件。
它在日常生活中有着广泛的应用，比如自动照明系统、光电开关、摄像机等。
本实验旨在通过搭建一个简单的光敏传感器电路，探究其工作原理和性能特点。
实验材料：1. 光敏传感器（LDR）2. 电阻（可变电阻和固定电阻）3. 电源4. 示波器5. 电线和连接器实验步骤：1. 将光敏传感器与可变电阻串联，再将其与电源和示波器相连。
2. 打开电源，调节可变电阻的电阻值，观察示波器上的波形变化。
3. 在不同光照条件下，重复步骤2，记录观察结果。
实验结果：在实验中，我们发现光敏传感器对光线的感应非常敏感。
当光照强度增加时，传感器的电阻值减小，示波器上的波形振幅增大；而当光照强度减小时，传感器的电阻值增加，示波器上的波形振幅减小。
讨论：1. 光敏传感器的工作原理是什么？光敏传感器内部有一个光敏元件（通常是一种半导体材料），当光线照射到该元件上时，光子的能量会激发内部电子，使其跃迁到导带中，从而改变材料的电阻值。
因此，光敏传感器的电阻值与光照强度成反比关系。
2. 光敏传感器的特性有哪些？光敏传感器具有以下特性：- 灵敏度：光敏传感器对光线的感应程度，灵敏度越高，传感器的电阻值变化越大。
- 响应速度：传感器对光照变化的响应速度，一般以毫秒为单位，响应速度越快，传感器对光照变化的反应越及时。
- 波长范围：传感器对光线波长的感应范围，不同的传感器对不同波长的光线有不同的响应能力。
- 线性度：传感器输出信号与输入光照强度之间的线性关系，线性度越好，传感器输出信号与光照强度的关系越准确。
3. 光敏传感器的应用领域有哪些？光敏传感器在各个领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：- 自动照明系统：通过感知周围光线的强弱，控制灯光的开关和亮度，实现自动照明。
- 光电开关：利用光敏传感器感知物体的接近或离开，控制电路的开关。
- 摄像机：光敏传感器是数字摄像机中的核心元件，能够将光线转化为电信号，实现图像的采集和传输。
光敏元件特性实验报告
一、实验目的1. 了解光敏元件的基本工作原理和特性。
2. 掌握光敏元件在不同光照条件下的电阻变化规律。
3. 学习光敏元件在电路中的应用。
二、实验原理光敏元件是一种将光信号转换为电信号的半导体器件。
它利用光电效应，使半导体材料在光照条件下电阻值发生变化。
光敏元件的电阻值与入射光的强度呈反比关系，即光照强度越强，电阻值越小；光照强度越弱，电阻值越大。
三、实验仪器与材料1. 光敏元件：光敏电阻、光敏二极管、光敏晶体管等。
2. 电源：直流电源，电压范围0-15V。
3. 电阻：固定电阻、可变电阻等。
4. 电位器：电位器，用于调节电路中的电压。
5. 电流表：用于测量电路中的电流。
6. 电压表：用于测量电路中的电压。
7. 光源：可调光源，用于模拟不同光照条件。
8. 连接线：用于连接实验电路。
四、实验步骤1. 光敏电阻特性测试（1）将光敏电阻与固定电阻、电位器、电源、电流表、电压表连接成电路。
（2）调节电位器，使电路中的电压稳定在5V。
（3）打开光源，调节光源的强度，观察电流表、电压表的读数变化，记录不同光照条件下的电阻值。
2. 光敏二极管特性测试（1）将光敏二极管与固定电阻、电位器、电源、电流表、电压表连接成电路。
（2）调节电位器，使电路中的电压稳定在5V。
（3）打开光源，调节光源的强度，观察电流表、电压表的读数变化，记录不同光照条件下的电流值。
3. 光敏晶体管特性测试（1）将光敏晶体管与固定电阻、电位器、电源、电流表、电压表连接成电路。
（2）调节电位器，使电路中的电压稳定在5V。
（3）打开光源，调节光源的强度，观察电流表、电压表的读数变化，记录不同光照条件下的电流值。
五、实验结果与分析1. 光敏电阻特性实验结果显示，光敏电阻的电阻值随着光照强度的增加而减小，随着光照强度的减小而增大。
这说明光敏电阻具有良好的光敏特性。
2. 光敏二极管特性实验结果显示，光敏二极管的电流值随着光照强度的增加而增大，随着光照强度的减小而减小。
光敏二极管特性测试
光敏二极管特性测试
一、实验目的：
了解红外发光二极管（红外LED）的发光特性，测量和掌握不同照度下光敏二极管的光电特性，测量和掌握不同照度下光敏二极管的伏安特性。
二、实验设备：
光电传感器实验模块、恒流源、直流稳压电源、数显单元、万用表。
三、实验原理：
1、光敏二极管是一种光电效应器件，可以应用于光伏和光电导工作模式，主要用于
可见光及红外光谱区。
通常是在反偏置条件下工作，即光电导工作模式，这样可
以减少光生载流子渡越时间及结电容，可获得较宽的线性输出和较高的响应频率。
2、实验过程中通过改变环境光照强度和反偏电压，测定通过光敏二极管的光电流大
小，从而获得其在不同光照强度和不同反偏电压下的光电特性及伏安特性，得到相
应的关系曲线。
四、实验内容及步骤
1、光敏二极管置于光电传感器模块上的暗盒内，其两个引脚引到面板上。
通过实验导
线将光电二极管接到电流/电压转换电路的VD两端，光电流/电压转换输出接直流电
压表20V档。
2、打开实验台电源，将+15V电源接入光电传感器试验模块。
将VD“+”极接地或-4V。
3、0~20mA恒流源接LED两端，调节LED驱动电流改变暗盒内的光照度。
记录零偏、
负偏时的电压输出值。
根据记录的数据，作出I-U曲线。
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光敏传感器光电特性测量实验
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。
光敏传感器的物理基础是光电效应，即半导体材料的许多电学特性都因受到光的照射而发生变化。
光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类。
外光电效应是指在光照射下，电子逸出物体表面的外发射的现象，也称光电发射效应，基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。
内光电效应是指入射的光强改变物质导电率的物理现象，称为光电导效应。
几乎大多数光电控制应用的传感器都是此类，通常有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等。
当然近年来新的光敏器件不断涌现，如：具有高速响应和放大功能的APD雪崩式光电二极管，半导体色敏传感器、光电闸流晶体管、光导摄像管、CCD图像传感器等，为光电传感器进一步的应用开创了新的一页。
本实验主要是研究光敏电阻、硅光电池、光敏二极管、光敏三极管四种光敏传感器的基本特性。
光敏传感器的基本特性包括：伏安特性、光照特性、时间响应、频率特性等。
掌握光敏传感器基本特性的测量方法，为合理应用光敏传感器打好基础。
【实验目的】
了解硅光电池的基本特性，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线。
仪器简介
仪器由全封闭光通路、实验电路、待测光敏传感器（光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池）、实验连接线等组成。
仪器安装在360×220×80（mm)实验箱内，仪器面板如下图
按面板电路图指示插好线路，安装好待测光敏传感器就能进行测试实验了。
【实验原理】
1．伏安特性
光敏传感器在一定的入射照度下，器件所加电压与光电流之间的关系称为光敏器件的伏安特性。
改变照度则可以得到一族伏安特性曲线。
它是传感器应用设计时选择电参数的重要依据。
某种硅光电池的伏安特性曲线如图所示。
硅光电池的伏安特性曲线
从上图中可以看出，硅光电池在零偏置时，流过PN结的电流=
I
p
I(反相光电流)，故在零偏置无光照时，硅光电池的输出电压≠0，只有在硅光电池处于负偏置时，流过PN结的电流s
p
I
I
I-
=（反相饱和电流）=0。
才能使硅光电池无光照时的输出电压为零。
在一定光照度下硅光电池的伏安特性呈非线性。
2．光照特性
光敏传感器的光谱灵敏度与入射光强之间的关系称为光照特性，有时光敏传感器的输出电压或电流与入射光强之间的关系也称为光照特性，它也是光敏传感器应用设计时选择参数的重要依据之一。
某种硅光电池的光照特性如图所示。
硅光电池的光照特性曲线
图中 1：开路电压 2：短路电流
从硅光电池的光照特性可以看出，硅光电池的开路电压呈非线性且有饱和现象，硅光电池的
短路电流呈良好的线性，但短路电流在零偏置无光照时不等于零。
故以硅光电池作测量元
件应用时，应该利用短路电流与光照度的良好线性关系。
所谓短路电流是指外接负载电阻
远小于硅光电池内阻时的电流，一般负载在20 以下时，线性较好，且负载越小线性关
系越好，且线性范围宽。
【实验内容及实验数据】
1．硅光电池的特性测试实验电路图：
2. 硅光电池的伏安特性测试实验
(1)按实验模块示意图连接好实验线路，光源用标准钨丝灯，将待测硅光电池装入待测点，连接主机，光源电压+0—24V(可调)，测Isc时将R2短接。
测负载特性（伏安特性）时调节可变电阻Rx1100K,利用检测已知电阻R2上的电压间接测试负载电流。
(2)从0 LX 开始到200 LX 每次在一定的照度下，测出硅光电池的光电流Iph 与光电压U0在不同的负载条件下的关系(1 --5000Ω)数据，其中Ω
=1500
U I Ph 。
＊Ω150为取样电阻 (3)将测出的数据填入表3
表1硅光电池在不同的光照度时，光电流与光电压在不同负载电阻时的关系实测数据
(4)根据表3数据画出硅光电池的一族伏安曲线。
3. 硅光电池的光照度特性测试实验
(1)实验线路同上，Rx1可变电阻调至零，R2短接。
(2)从2 LX 开始到16 LX, 每次在一定的照度下，测出硅光电池的开路电压Uoc 和短路电流Isc 数据,其中短路电流为Ω
=
1500
U I sc （近似值）。
＊Ω150为取样电阻 (3)将测出的数据填入表4,
表2硅光电池的开路电压与短路电流与照度的关系实测数据
(4)根据表2数据画出硅光电池的光照特性曲线。