光敏三极管特性实验
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• 光敏二极管在电路中一般是处于反向工作状 态。在没有光照射时，由少数载流子漂移形 成的反向电流很小（暗电流），处于截止状 态；当有光照射时，吸收光子、激发电子— —空穴对，在外加反向电压作用下形成光电 流，使得光敏二极管处于导通状态。
实验原理
• 光敏三极管简介
c (+)
• 光敏三极管与反偏的光敏二极 管工作原理类似；但存在两个
• 在三种照度下重复测量，将数据记录至相应 数据表格中，并绘制伏安特性曲线。
• 2、伏安特性测量 —电路连接
• 2、伏安特性测量—数据记录
光敏二极管伏安特性测试数据表（照度： 弱 ）
电压（伏）
2
4
6
8
10
UR（伏） 电阻（欧姆）
光电流Ic
光敏二极管伏安特性测试数据表（照度： 中 ）
电压（伏）
2
4
光电传感与检测技术
实验二 光敏三极管特性实验
实验目的
• 熟悉光敏三极管的结构和工作原理。 • 了解光敏三极管的特性，当工作电压一定时，光
敏三极管输出光电流与入射光照度的关系。 • 了解光敏管在控制电路中的具体应用。
实验原理
• 光敏二极管简介
• 和普通二极管相似，光敏二 极管的核心部分也是一个 PN结，属于单向导电性的 非线性元件。
实验内容
• 4、光敏管的应用——光控电路
• 右图为一无光照射时切 断电路，有光照射时接 通电路的亮通型光电控 制电路。
• 当有光照时，光电二/三 极管导通，处理电路中 的晶体管T(9013)基极电 压升高，T导通，给集电 极 负 载 的 LED 供 电 ， 电 流流过 LED ，使 其发光 。
• 4、光敏管的应用——光控电路连接
• 光敏三极管可等效为一个光敏
二极管和普通三级管结合而成
。当具有光敏特性的PN结受到
光照时会形成光电流，此光生
电流由基极进入发射极，从而 在集电极回路中得到一个放大
Ib
了hFE倍的响应电流。
Ic=Ib*hFE
• 可见与普通三极管类似，光敏三极管同样具有电
流放大功能，只不过其控制端受入射光强控制。
实验原理
ce
PN结，可利用一般晶体管的
电流放大作用获得更大的光电 3DU5C
e (–)
流，因此具有更高的灵敏度。 外型
符号
• 光敏三极管可用元素半导体或化合物半导体制得 ，不同材料的光敏三极管对应的光谱特性不同。 本实验用的是一种用平面工艺制造的硅NPN型光 敏三极管，只有E、C两个引出端子，
实验原理
• 光敏三极管工作原理
• 光敏三极管伏安特性
• 在给定光照条件下，光敏三极管两端电压与其输 出电流Ic间的关系即为其伏安特性，具体特性曲
线如图所示：
无光照射时，集电极— 照度 发射极间的漏电流称为
暗电流。
Iceo=Icbo·hFE
可见光敏三极管的暗电
流也比Biblioteka Baidu敏二极管增大
偏压
了hFE倍。
实验原理
• 光敏三极管光照特性
• 在给定偏压条件下，光敏三极管输出电流Ic与入 射光照度间的关系为其光电/光照特性，具体特 性曲线如下图所示：
• 若将红表棒接发射极，黑表棒接集电极，则 不论光照变化与否万用表始终显示∞。
实验内容
• 2、伏安特性测量
• 按图连接好实验线路，光源选用 高亮度卤素灯，负载电阻选用 100K欧姆。
• 分别在弱、中、强三种光照度条 件下，测出光敏三极管外加偏压 U。CUE与CE其 = U光C电C -流UIRC；之光间电的流数据Ic 关 系10U0RK
实验原理
• 光敏三极管温度特性
光敏三极管的相对光响应灵敏 度与温度对应曲线如图所示： 由于光电三极管的hFE受环境 温度的影响较大，所以光电三 极管的灵敏度也会随环境温度 变化而出现较大的变化；故与 光电二极管相比，光电三极管 对温度变化更为敏感。
实验内容
• 1、判断光敏三极管极性
• 方法：
• 用万用表20K电阻档，黑表棒接发射极E，红 表棒接集电极C，无光照时显示∞，光照增强 时电阻迅速减小至1-2K欧姆；
6
8
10
UR（伏） 电阻（欧姆） 光电流Ic
光敏二极管伏安特性测试数据表（照度： 强 ）
电压（伏）
2
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8
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UR（伏） 电阻（欧姆）
光电流Ic
实验内容
• 3、光照特性测量
• 按图连接好实验线路，光源选用 高亮度卤素灯，负载电阻选用 100K欧姆。
• 调节光照从“弱—强”，测得不 同(15个)照度条件下，测出光敏三 极管输出光电流IC与入射光照度 间度的量数。据其关中系光。电照流度依I ph然用10UU0RKR来
• 将光敏二极管换为光敏三极管进行上面的实验步 骤，比较实验结果。
• 根据暗通电路原理,试设计一个暗通控制电路。
光敏三极管单元
实验内容
• 4、光敏管的应用——实验步骤
• 将光敏二极管接入“光敏三极管单元” 的“传感 器入”，“发光管”端口与发光二极管相接，输 出端Vo接数字电压／频率表20V档。
• 开启仪器电源，调节“增益”电位器，使其在光 源的照射下发光管发光。
• 改变光照条件，分别用白纸、带色的纸和遮光罩 改变光敏二极管的光照，当光照变暗到一定程度 时发光管变暗，这就是亮通控制电路的原理。
偏压 照度
理论上输出电流Ic=Ip*hFE 。Ip为集-基的等效二极管 光生电流，表明Ic与光电流 Ip之间满足线性关系，即输 出电流Ic与入射光量基本保 持线性关系。
实验原理
• 光敏三极管相对光谱特性
硅光敏三极管的相对光谱特性 曲线如右图所示：在可见光区 和近红外光区附件有较好的光 谱灵敏度； 光电三极管的光谱响应特性主 要取决于其半导体材料的光谱 响应特性；但其灵敏度（增益 值）主要受个体光电管的hFE 影响（光电二极管不同）。
• 在三种偏压下重复测量，将数据记录至相应 数据表格中，并绘制光照特性曲线。
• 3、光照特性测量—数据记录
光敏二极管光照特性测试数据表（电压： 2V ） 照度 UR（伏） 光电流
光敏二极管光照特性测试数据表（电压： 6V）
照度 UR（伏） 光电流
光敏二极管光照特性测试数据表（电压： 10V） 照度 UR（伏） 光电流
实验原理
• 光敏三极管简介
c (+)
• 光敏三极管与反偏的光敏二极 管工作原理类似；但存在两个
• 在三种照度下重复测量，将数据记录至相应 数据表格中，并绘制伏安特性曲线。
• 2、伏安特性测量 —电路连接
• 2、伏安特性测量—数据记录
光敏二极管伏安特性测试数据表（照度： 弱 ）
电压（伏）
2
4
6
8
10
UR（伏） 电阻（欧姆）
光电流Ic
光敏二极管伏安特性测试数据表（照度： 中 ）
电压（伏）
2
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光电传感与检测技术
实验二 光敏三极管特性实验
实验目的
• 熟悉光敏三极管的结构和工作原理。 • 了解光敏三极管的特性，当工作电压一定时，光
敏三极管输出光电流与入射光照度的关系。 • 了解光敏管在控制电路中的具体应用。
实验原理
• 光敏二极管简介
• 和普通二极管相似，光敏二 极管的核心部分也是一个 PN结，属于单向导电性的 非线性元件。
实验内容
• 4、光敏管的应用——光控电路
• 右图为一无光照射时切 断电路，有光照射时接 通电路的亮通型光电控 制电路。
• 当有光照时，光电二/三 极管导通，处理电路中 的晶体管T(9013)基极电 压升高，T导通，给集电 极 负 载 的 LED 供 电 ， 电 流流过 LED ，使 其发光 。
• 4、光敏管的应用——光控电路连接
• 光敏三极管可等效为一个光敏
二极管和普通三级管结合而成
。当具有光敏特性的PN结受到
光照时会形成光电流，此光生
电流由基极进入发射极，从而 在集电极回路中得到一个放大
Ib
了hFE倍的响应电流。
Ic=Ib*hFE
• 可见与普通三极管类似，光敏三极管同样具有电
流放大功能，只不过其控制端受入射光强控制。
实验原理
ce
PN结，可利用一般晶体管的
电流放大作用获得更大的光电 3DU5C
e (–)
流，因此具有更高的灵敏度。 外型
符号
• 光敏三极管可用元素半导体或化合物半导体制得 ，不同材料的光敏三极管对应的光谱特性不同。 本实验用的是一种用平面工艺制造的硅NPN型光 敏三极管，只有E、C两个引出端子，
实验原理
• 光敏三极管工作原理
• 光敏三极管伏安特性
• 在给定光照条件下，光敏三极管两端电压与其输 出电流Ic间的关系即为其伏安特性，具体特性曲
线如图所示：
无光照射时，集电极— 照度 发射极间的漏电流称为
暗电流。
Iceo=Icbo·hFE
可见光敏三极管的暗电
流也比Biblioteka Baidu敏二极管增大
偏压
了hFE倍。
实验原理
• 光敏三极管光照特性
• 在给定偏压条件下，光敏三极管输出电流Ic与入 射光照度间的关系为其光电/光照特性，具体特 性曲线如下图所示：
• 若将红表棒接发射极，黑表棒接集电极，则 不论光照变化与否万用表始终显示∞。
实验内容
• 2、伏安特性测量
• 按图连接好实验线路，光源选用 高亮度卤素灯，负载电阻选用 100K欧姆。
• 分别在弱、中、强三种光照度条 件下，测出光敏三极管外加偏压 U。CUE与CE其 = U光C电C -流UIRC；之光间电的流数据Ic 关 系10U0RK
实验原理
• 光敏三极管温度特性
光敏三极管的相对光响应灵敏 度与温度对应曲线如图所示： 由于光电三极管的hFE受环境 温度的影响较大，所以光电三 极管的灵敏度也会随环境温度 变化而出现较大的变化；故与 光电二极管相比，光电三极管 对温度变化更为敏感。
实验内容
• 1、判断光敏三极管极性
• 方法：
• 用万用表20K电阻档，黑表棒接发射极E，红 表棒接集电极C，无光照时显示∞，光照增强 时电阻迅速减小至1-2K欧姆；
6
8
10
UR（伏） 电阻（欧姆） 光电流Ic
光敏二极管伏安特性测试数据表（照度： 强 ）
电压（伏）
2
4
6
8
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UR（伏） 电阻（欧姆）
光电流Ic
实验内容
• 3、光照特性测量
• 按图连接好实验线路，光源选用 高亮度卤素灯，负载电阻选用 100K欧姆。
• 调节光照从“弱—强”，测得不 同(15个)照度条件下，测出光敏三 极管输出光电流IC与入射光照度 间度的量数。据其关中系光。电照流度依I ph然用10UU0RKR来
• 将光敏二极管换为光敏三极管进行上面的实验步 骤，比较实验结果。
• 根据暗通电路原理,试设计一个暗通控制电路。
光敏三极管单元
实验内容
• 4、光敏管的应用——实验步骤
• 将光敏二极管接入“光敏三极管单元” 的“传感 器入”，“发光管”端口与发光二极管相接，输 出端Vo接数字电压／频率表20V档。
• 开启仪器电源，调节“增益”电位器，使其在光 源的照射下发光管发光。
• 改变光照条件，分别用白纸、带色的纸和遮光罩 改变光敏二极管的光照，当光照变暗到一定程度 时发光管变暗，这就是亮通控制电路的原理。
偏压 照度
理论上输出电流Ic=Ip*hFE 。Ip为集-基的等效二极管 光生电流，表明Ic与光电流 Ip之间满足线性关系，即输 出电流Ic与入射光量基本保 持线性关系。
实验原理
• 光敏三极管相对光谱特性
硅光敏三极管的相对光谱特性 曲线如右图所示：在可见光区 和近红外光区附件有较好的光 谱灵敏度； 光电三极管的光谱响应特性主 要取决于其半导体材料的光谱 响应特性；但其灵敏度（增益 值）主要受个体光电管的hFE 影响（光电二极管不同）。
• 在三种偏压下重复测量，将数据记录至相应 数据表格中，并绘制光照特性曲线。
• 3、光照特性测量—数据记录
光敏二极管光照特性测试数据表（电压： 2V ） 照度 UR（伏） 光电流
光敏二极管光照特性测试数据表（电压： 6V）
照度 UR（伏） 光电流
光敏二极管光照特性测试数据表（电压： 10V） 照度 UR（伏） 光电流