光敏三极管特性实验.

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 UCE与其光电流IC之间的数据关系 UR I 。UCE= UCC - UR；光电流 c
100 K
• 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。
100 K
• 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）
实验原理
• 光敏三极管简介
• 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 PN结，可利用一般晶体管的 电流放大作用获得更大的光电 流，因此具有更高的灵敏度。
c
3DU5C
c (+) e e (–)
符号
外型
• 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，
照度
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）。
实验原理
• 光敏三极管温度特性
实验原理
• 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 流也比光敏二极管增大 了hFE倍。 偏压
实验原理
电压（伏） UR（伏） 电阻（欧姆） 光电流Ic 2 4 6 8 10
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 间的数据关系。照度依然用UR来 UR I 度量 。其中光电流 ph
• 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）
UR（伏） 电阻（欧姆） 光电流Ic
2
4
6
8
10
光敏二极管伏安特性测试数据表（照度： 强 ）
实验原理
• 光敏三极管工作原理
• 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 了hFE倍的响应电流。
Ib
Ic=wk.baidu.comb*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。
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。 • 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。
照度 UR（伏） 光电流
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 。
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； • 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∞。
• 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：
偏压
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。
• 4、光敏管的应用——光控电路连接
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。 • 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。