实验二 光电二极管特性测试与调制解调实验
实验二 PIN光电二极管的静态特性
PIN光电二极管的静态特性实验目的1．了解PIN光电二极管的工作原理；2．能根据测试数据分析PIN管的基本静态特性；3．掌握PIN静态特性测试方法；4．掌握测试仪表中光源的基本参数的设置和使用方法；5．掌握测P-N结正负极的方法。
实验要求1、测量光电二极管PN结的极性；2、测量光电二极管的击穿电压和暗电流；3、测量光电二极管的响应度；4、测量光电二极管的光谱响应特性。
实验仪器1、PIN光电二极管一只2、光功率计一只3、PIN光电二极管静态测试实验箱一台4、光衰减器一台5、光纤跳线三根6、万用表一只实验原理1、PIN光电二级管的工作原理PIN光电二极管是在P-N结之间加了一个本征层I层，I层是一个接近本征的、掺杂很低的N区。
在这种结构中，零电场的和区非常薄，而低掺杂的I区很厚，耗尽区几乎占据了整个PN结，从而使光子在零电场区被吸收的可能性很小，而在耗尽区里被充分吸收，故PIN光电二极管又称耗尽层光电二极管，这是它比一般光电二极管的优越之处。
为抑制噪声，PIN光电二极管加反向电压（电源正极接二极管N区），则外加电场和内部电场区内的电场方向相同。
当有光照射二极管时，并且外加光子能量大于禁带宽度Eg，那么价带上的电子就会吸收光子能量跃迁到导带上，从而形成电子—空穴对，在耗尽区即在本征层内的电子空穴对，在强电场的作用下，电子向N区漂移，空穴向P区漂移，从而形成光生电流。
光功率变化时，光生电流也随之线性变化，从而光信号变成了电信号。
2、响应度实验原理响应度表征了光电二极管的能量转换效率，它是器件在外部电路中呈现的宏观灵敏特性。
它定义为在给定波长的光照射下，光电二极管的输出平均电流与入射的光功率平均值之比。
其单位为A/W或uA/uW，其表达式为：R=I/P其中I为光电流的平均值，P为入射光功率的平均值。
一般PIN的响应度在0.3~0.7uA/uW 范围内。
3、暗电流的测量实验原理无光照射时，PIN作为一种PN结器件，在反向偏压下也有反向电流流过，称此电流为PIN的暗电流。
发光二极管特性测试实验报告
发光二极管特性测试实验报告实验报告：发光二极管特性测试一、实验目的1.学习了解发光二极管的基本原理及特性。
2.熟悉使用示波器、数字万用表等实验设备进行实际测试。
3.通过实验数据的测量、处理和分析，验证发光二极管的特性。
二、实验仪器和材料1.示波器2.数字万用表3.直流电源4.发光二极管5.电阻6.连线电缆三、实验原理四、实验步骤与结果1.实验电路接法：将发光二极管连接在直流电源的正极，通过一个限流电阻与直流电源的负极相连接，示波器的地线接到直流电源的负极，示波器的正极接到二极管的正极。
2.正向电压测试：设置直流电源输出电压为1V，并逐渐增加，观察示波器上的电压波形以及发光二极管的亮度变化情况。
记录不同电压下的电流值和电压值。
3.正向电流测试：将直流电压设定为一个确定值，通过调节限流电阻的电阻值，改变电流的大小。
观察发光二极管的亮度变化情况。
记录不同电流下的电压值和电流值。
4.实验数据处理：统计并整理实验数据，计算得出不同电压下的电流值与电流值之间的关系。
五、实验结果与分析实验中记录了发光二极管在不同电压下的电流值和电压值的数据，并进行了统计和整理。
根据数据绘制出电流-电压曲线，通过拟合曲线可以得到发光二极管的工作特性参数，如电流-电压关系、亮度-电流关系等。
六、实验结论通过本次实验，我们学习了发光二极管的基本原理，并通过实际测试验证了其特性。
实验结果表明，发光二极管在正向电压下，电流与电压之间呈现非线性关系。
同时，通过改变电流大小可以调节发光二极管的亮度。
这为我们进一步研究和应用发光二极管提供了理论依据和实验基础。
光电检测实验报告光电二极管
光电检测实验报告光电二极管实验名称：光电检测实验实验目的：1.了解光电二极管的基本原理和工作原理；2.掌握光电二极管的基本特性和性能参数；3.学习使用光电二极管进行光电检测实验。
实验设备：1.光电二极管；2.光源；3.数字万用表。
实验原理：光电二极管是一种将光信号转换成电信号的光电器件。
它是由P型半导体和N型半导体构成的二极管，光照射在PN结处时，光子能量被吸收，激发了电子-空穴对的产生，从而形成漂移电流，这个电流被称为光电流。
实验步骤：1.将光电二极管连接到数字万用表的电流测量档位上，确保电路接线正确；2.打开光源，调整光源距离光电二极管的位置，使其照射光强适中；3.使用数字万用表测量并记录光电二极管的光电流；4.调整光源的亮度，观察光电流的变化；5.分别在不同光照强度条件下，测量光电二极管的电流值；6.将实验数据整理并分析。
实验结果：在实验过程中，我们测量并记录了不同光照强度下光电二极管的电流值。
实验结果显示，光电二极管的光电流与光照强度呈线性关系。
随着光照强度的增加，光电流也随之增加。
在光照强度较弱的条件下，光电流较小；而在光照强度较强的条件下，光电流较大。
实验分析：通过实验结果可以看出，光电二极管的工作原理是光照射到PN结处，激发了电子-空穴对的生成。
光照强度越大，激发的电子-空穴对数量越多，产生的光电流也越大。
因此，光电二极管可以用来检测光的亮度和强度。
实验中我们还发现，在光照强度较弱的条件下，光电流的变化不太敏感。
而在光照强度较强的条件下，光电流的变化更为明显。
这是由于光电二极管的饱和现象导致的。
当光照强度较强时，光电二极管已经饱和，其光电流不再呈线性增加。
实验总结：通过本次光电检测实验，我们对光电二极管的原理和工作原理有了更深入的理解。
光电二极管可用于测量光的强度和亮度，并且其光电流与光照强度呈线性关系。
然而在光照强度较强的条件下，光电流的变化不再呈线性增加，而是受到饱和现象的影响。
光电检测实验报告光电二极管
光电检测实验报告实验名称：光电二极管综合实验实验者：实验班级：光电10305班实验时间：2011年4月13日指导老师：宋老师一、实验目的1、学习掌握光敏二极管的工作原理2、学习掌握光敏二极管的基本特性3、了解光敏二极管应用差异4、掌握光敏二极管特性测试的方法5、了解光电二极管的基本应用二、实验内容1、光电二极管暗电流测试实验2、光电二极管光电流测试实验3、光电二极管光电特性测试实验4、光电二极管光谱特性测试实验三、实验仪器1、光电二三极管综合实验仪 1个2、光通路组件 1套3、光照度计 1个4、电源线 1根5、2#迭插头对（红色，50cm） 10根6、2#迭插头对（黑色，50cm） 10根7、三相电源线 1根8、实验指导书 1本四、实验步骤1、光电二极管暗电流测试1）组装好光通路组件，将照度计显示表头与光通路组件照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑为负极），将光源调制单元J4与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。
（2）“光源驱动单元”的三掷开关BM2拨到“静态特性”，将拨位开关S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7均拨下。
（3）“光照度调节”调到最小，连接好光照度计，直流电源调至最小，打开照度计，此时照度计的读数应为0。
（4）将电压表直接与电源两端相连，打开电源调节直流电源电位器，使得电压输出为15V，关闭电源。
（5）按图8所示的电路连接电路图，负载RL选择RL15=20M。
（6）打开电源开关，等电压表读数稳定后测得负载电阻RL上的压降V暗，则暗电流L暗=V暗/RL。
所得的暗电流即为偏置电压在15V时的暗电流.图82、光电二极管光电流测试实验装置原理图如图9所示。
图9（1）组装好光通路组件，将照度计显示表头与光通路组件照度计探头输出正负极对应相连（红为正极，黑为负极），将光源调制单元J4与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。
（2）“光源驱动单元”的三掷开关BM2拨到“静态特性”，将拨位开关S1拨上，S2，S3，S4，S5，S6，S7均拨下。
APD光电二极管特性测试实验
APD光电二极管特性测试实验一、实验目的1、学习掌握APD光电二极管的工作原理2、学习掌握APD光电二极管的基本特性3、掌握APD光电二极管特性测试方法4、了解APD光电二极管的基本应用二、实验内容1、A PD光电二极管暗电流测试实验2、A PD光电二极管光电流测试实验3、A PD光电二极管伏安特性测试实验4、A PD光电二极管雪崩电压测试实验5、A PD光电二极管光电特性测试实验6、A PD光电二极管时间响应特性测试实验7、A PD光电二极管光谱特性测试实验三、实验仪器1、光电探测综合实验仪2、光通路组件3、光照度计4、光敏电阻及封装组件1套5、2#迭插头对（红色，50cm）10根6、2#迭插头对（黑色，50cm）10根7、三相电源线1根8、实验指导书1本9、示波器1台四、实验原理雪崩光电二极管APD—Avalanche Photodiode是具有内部增益的光检测器，它可以用来检测微弱光信号并获得较大的输出光电流。
雪崩光电二极管能够获得内部增益是基于碰撞电离效应。
当PN结上加高的反偏压时，耗尽层的电场很强，光生载流子经过时就会被电场加速，当电场强度足够高（约3x105V / cm）时，光生载流子获得很大的动能，它们在高速运动中与半导体晶格碰撞，使晶体中的原子电离，从而激发出新的电子一空穴对，这种现象称为碰撞电离。
碰撞电离产生的电子一空穴对在强电场作用下同样乂被加速，重复前一过程，这样多次碰撞电离的结果使载流子迅速增加，电流也迅速增大，这个物理过程称为雪崩倍增效应。
图6-1为APD的一种结构。
外侧与电极接触的P区和N区都进行了重掺杂，分别以P+和N+表示；在I区和\+区中间是宽度较窄的另一层P区。
APDJ：作在大的反偏压下，当反偏压加大到某一值后，耗尽层从\+-P结区一直扩展（或称拉通）到P+区，包括了中间的P层区和I区。
图4的结构为拉通型APD的结构。
从图中可以看到，电场在I区分布较弱，而在\+-P区分布较强，碰撞电离区即雪崩区就在\+-P区。
实验2-2光电二极管光电特性测试
实验2-2 光电二极管光电特性测试实验目的1、了解光电二极管的工作原理和使用方法；2、掌握光电二极管的光照度特性及其测试方法。
实验内容1、暗电流测试；2、当光电二极管的偏置电压一定时，光电二极管的输出光电流与入射光的照度的关系测量。
实验仪器1、光电探测原理实验箱1台2、连接导线若干实验原理1、光电二极管结构原理光电二极管的核心部分也是一个PN结，和普通二极管相比有很多共同之处，它们都有一个PN结，因此均属于单向导电性的非线性元件。
但光电二极管作为一种光电器件，也有它特殊的地方。
例如，光电二极管管壳上的一个玻璃窗口能接收外部的光照；光电二极管PN结势垒区很薄，光生载流子的产生主要在PN 结两边的扩散区，光电流主要来自扩散电流而不是漂移电流；又如，为了获得尽可能大的光电流，PN结面积比普通二极管要大的多，而且通常都以扩散层作为受光面，因此，受光面上的电极做的很小。
为了提高光电转换能力，PN结的深度较普通二极管浅。
图2-2.1为光电二极管外形图（a）、结构简图（b）、符号（c）和等效电路图（d）。
光电二极管在电路中一般是处于反向工作状态（见图2-2.2，图中E为反向偏置电压），在没有光照射时，反向电阻很大，反向电流很小（一般小于0.1微安），这个反向电流称为暗电流，当光照射在PN结上，光子打在PN结附近，使PN结附近产生光生电子和光生空穴对，称为光生载流子。
它们在PN结处的内电场作用下作定向运动，形成光电流。
光的照度越大，光电流越大。
如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号。
因此光电二极管在不受光照射时处于截止状态，受光照射时处于导通状态随着光电子技术的发展，光信号在探测灵敏度、光谱响应范围及频率特性等方面的要求越来越高，为此，近年来出现了许多性能优良的光伏探测器，如硅、锗光电二极管、PIN 光电二极管、雪崩光电二极管（APD）等。
光电二极管目前多采用硅或锗制成，但锗器件暗电流温度系数远大于硅器件，工艺也不如硅器件成熟，虽然它的响应波长大于硅器件，但实际应用尚不及后者广泛。
光电二极管特性参数的测量及原理应用(精)
工作总结实验报告 / / 光电池/光敏电阻/光电二极管特性参数的测量指导人：朱小姐实验类型：工作检验及年终总结实验地点：搏盛科技光电子半导体实验室实验目的：销售技能的考察，产品及相关知识的了解情况，年终总结实验日期：2011 年 12 月 26 日姓名：陈帅职位：销售工程师手机号：159******** Email: chenshuaisz1688@ 概述光电效应是指入射光子与探测器材料中的束缚电子发生相互作用，使束缚电子变成为自由电子的效应。
光电效应分为内光电效应与外光电效应两类。
入射光子引起探测器材料表面发射电子的效应称为外光电效应。
入射光子激发的载流子（电子或空穴）仍保留在材料内部的效应称为内光电效应。
内光电效应器件有光电导探测器（例如光敏电阻）、光生伏特器件（光电池、光电二极管、光电三极管）。
实验内容测量三种内光电效应器件（光敏电阻、光电池、光电二极管）的特性参数。
注意事项 a 做实验请关灯，以达到良好的测量效果。
b 拆卸数据线时不要用力硬拽，拆不下来请转个角度拆。
c 请在自己的实验桌上做实验，不要到别的实验桌旁干扰同事做实验，更不要动他人的仪器。
d 请勿触摸光学镜片的表面。
e 测量时不要碰导线，否则数据不稳定。
更不能用力拉扯导线，导致接头脱落。
f 实验完毕关闭所有电源开关。
实验报告报告开头请填入姓名、职位、手机号、实验日期。
实验完成后，请将报告打印出来，在有实验数据、图表的页脚签名，然后交到朱小姐办公桌上。
Word 文件请以“实验报告+姓名”命名，发到朱小姐邮箱。
请在元旦节前完成。
签名: 第 1页光敏电阻的特性曲线测量一. 目的要求测量 CdS（硫化镉）光敏电阻的伏安特性和光照特性。
实验要求达到： 1、使用 Excel 或绘图软件 Origin 绘制出伏安特性特性曲线 2、绘制出光照特性曲线 3、理解光敏电阻的光电特性二. 实验原理某些物质吸收了光子的能量产生本征吸收或杂质吸收，从而改变了物质电导率的现象称为物质的光电导效应。
物理实验技术中的光电二极管特性测量与分析
物理实验技术中的光电二极管特性测量与分析光电二极管是一种能够将光能转化为电能的器件，广泛应用在光电传感器、光通信、光电测量和光谱分析等领域。
在物理实验技术中，测量和分析光电二极管的特性对于研究光电效应、了解器件性能以及优化实验设计都具有重要意义。
一、光电二极管原理和基本特性光电二极管的原理是基于光电效应，利用光照射在PN结上产生电子-空穴对，使得PN结两端产生电压。
其关键特性包括响应频率、光电流、暗电流、光电流增益等。
测量这些特性需要合适的实验装置和方法来获取准确的结果。
二、光电二极管特性的测量方法1. 频响特性测量频响特性测量是评估光电二极管对光信号变化的响应速度的重要方法。
常用的实验装置包括函数发生器、光源和示波器。
通过改变函数发生器输入的正弦光信号频率，测量光电二极管输出的电流或电压的变化，从而得到频响特性曲线。
这些曲线反映了光电二极管的截止频率、带宽和相移等信息。
2. 光电流和暗电流测量光电流和暗电流是衡量光电二极管敏感度的重要指标。
光电流指的是光照射下二极管产生的输出电流，可以通过连接电流表或电流放大器进行测量。
而暗电流是指在没有光照射的情况下，二极管自身产生的微弱电流。
暗电流直接影响光电二极管的信噪比和稳定性，需要特殊的实验装置和方法进行测量。
三、光电二极管特性分析测量得到的光电二极管特性数据可以通过分析得到有关器件性能的重要信息。
以下是几个典型的分析方法：1. 截止频率和带宽分析利用频响特性曲线可以确定光电二极管的截止频率和带宽。
截止频率是指光电二极管对信号频率的响应达到3dB衰减的频率，可以通过对频响特性进行插值计算得到。
带宽是指光电二极管在特定条件下能够传输信号的频率范围，可以根据频响特性曲线的满足条件进行判断。
2. 光电流增益分析光电流增益是指光电二极管单位光功率入射时输出电流的增益。
可以通过将测得的光电流与已知的入射光功率相除得到。
光电流增益反映了光电二极管对光信号的放大效果，是评估器件性能的重要指标。
光电检测实验报告光电二极管
光电检测实验报告光电二极管
与实验报告有关
一、实验目的
本实验旨在探究光电二极管的基本特性，了解不同参数对光电二极管
的作用原理。
二、实验原理
光电二极管是一种特殊的半导体器件，由一个P半导体和一个N半导
体组成。
其结构类似于普通的二极管，它是由一块金属片和一块硅片组成的。
金属片在表面覆盖着一层半导体材料层，而硅片则覆盖着一层P沟槽，形成一个PN结构，这就是光电二极管的基本结构。
当光电二极管接受到
外部光照时，在P层和N层之间就会产生电子-空穴对，并促使电子向N
层移动，从而在P层和N层之间构成一个电流，也就是由光引起的电流。
三、实验设备
1、光源：LED灯泡；
2、示波器：用于测量光电二极管的输出电流与电压；
3、电源：用于给光电二极管提供电势；
4、电阻：用于限制光电二极管的输出电流；
5、光电二极管：本次实验使用的是JH-PJN22；
6、多用表：用于测量电流、电压。
四、实验步骤
1、用多用表测量光电二极管JH-PJN22的参数，测量其正向电压和正向电流与LED照射强度的关系；
2、设置由电源、电阻和光电二极管组成的电路，并使用示波器测量输出电流和电压；。
二极管的特性研究实验报告
二极管的特性研究实验报告二极管的特性研究实验报告引言：二极管是一种常见的电子元件，具有非常重要的应用价值。
本实验旨在通过对二极管的特性进行研究，探索其在电子电路中的作用和应用。
通过实验，我们将深入了解二极管的工作原理、特性以及其在电子设备中的应用。
一、实验目的本实验的主要目的是通过对二极管的特性研究，掌握以下内容：1. 了解二极管的基本结构和工作原理；2. 掌握二极管的伏安特性曲线；3. 研究二极管的整流特性；4. 探究二极管在电子电路中的应用。
二、实验原理二极管是一种具有两个电极的电子元件，由P型半导体和N型半导体组成。
当二极管两端施加正向电压时，电流可以流过二极管，此时二极管处于导通状态；而当施加反向电压时，电流无法通过二极管，此时二极管处于截止状态。
这种特性使得二极管在电子电路中有着广泛的应用，例如整流电路、电压稳压器等。
三、实验步骤1. 搭建实验电路：将二极管与电源、电阻等元件连接，搭建出所需的电路；2. 测量伏安特性曲线：通过改变施加在二极管上的电压，测量不同电压下的电流值，并记录下来；3. 研究二极管的整流特性：将二极管连接到适当的电路中，观察并记录电流的变化情况；4. 探究二极管在电子电路中的应用：将二极管应用到不同的电子电路中，观察其在电路中的作用和效果。
四、实验结果与分析通过实验测量和记录，我们得到了二极管在不同电压下的电流值，并绘制出了伏安特性曲线。
通过分析曲线，我们可以发现二极管的导通电压和截止电压。
此外，我们还观察到了二极管在整流电路中的作用，即将交流信号转化为直流信号。
通过实验，我们深入了解了二极管的特性和应用。
五、实验总结本次实验通过对二极管的特性研究，我们对二极管的工作原理、特性以及其在电子设备中的应用有了更深入的了解。
通过测量伏安特性曲线和研究整流特性，我们掌握了二极管的重要特性，并了解了其在电子电路中的应用。
这对我们以后的学习和研究具有重要的意义。
六、参考文献[1] 《电子技术基础》. 电子工业出版社, 2018.[2] 张三, 李四. 二极管的特性研究与应用. 电子学报, 2019, 27(3): 45-50.以上是本次二极管的特性研究实验报告的简要内容。
光电二极管02
1.PN 型： 特性：优点是暗电流小，一般情况下，响应速度较低。 用途：照度计、彩色传感器、光电三极管、线性图像传感器、分光光度计、照相机曝 光计。 2.PIN 型： 特性：缺点是暗电流大，因结容量低，故可获得快速响应 。 用途：高速光的检测、光通信、光纤、遥控、光电三极管、写字笔、传真。 3.发射键型： 特性：使用 Au 薄膜与 N 型半导体结代替 P 型半导体 。 用途：主要用于紫外线等短波光的检测。 4.雪崩型： 特性：相应速度非常快，因具有倍速做用，故可检测微弱光。 用途：高速光通信、高速光检测。
R I L (A / W )
P
伏安特性测试原理图如图 2 所示：
光电二极 管
光源
电流表
电压表
Ui偏
压
RL
图 2.伏安特性原理图 （1）负载 RL 选择 RL=2.4K。将“光电二极管偏置电压输入＋”端与电流表“＋”端用 导线连接，电流表“－”端与 RL 任一端连接，RL 另一端与“光电二极管偏置电压输入－” 端相连，此时光电二极管偏压为零。 （2）打开电源开关，调节“幅度调节”旋钮，直至电压表显示为 2.00V 为止，记下光 电二极管所加反向偏压为 2V 时，照度值为 300Lx 和 500lx 条件，记下此时电流表读数填 入表中。 （3）重复步骤（2），分别记下反向偏压为 4V、6V、8V、10V 和 12V 时的电流表读数， 填入表 1。关闭电源。 表1
I I 0[1 exp( qv / k T)] I L
I0 是无光照的反向饱和电流，V 是二极管的端电压（正向电压为正，反向电压为负）， q 为电子电荷，k 为波耳兹曼常数，T 是结温，单位为 K， 是无偏压状态下（V=0）光照时 的短路电流，它与光照时的光功率成正比。无偏压状态下，短路电流与入照光功率的关系 称为光电二极管的光电特性，这一特性在坐标系中的斜率 R 定义为光电二极管的响应度。
二极管实验报告
二极管实验报告引言：二极管是一种电子元件，具有基本的电子特性以及多种应用。
本次实验旨在通过对二极管的实际测量，深入了解其工作原理和性能参数。
实验一：二极管的直流特性测量在实验中，我们使用了直流电源、电阻箱和万用电表等器材。
首先，将二极管连接到直流电源和电阻箱上，通过调节电阻箱的阻值，改变二极管的电流。
然后，使用万用电表测量二极管的电压和电流值，并记录数据。
实验数据表明，二极管存在一个正向电压和逆向电压的阈值，当正向电压小于该阈值时，电流非常小；而当正向电压大于阈值时，电流迅速增大。
逆向电压下，电流几乎为零。
实验二：二极管的交流特性测量为了进一步探究二极管的特性，我们进行了交流特性的测量实验。
实验装置包括交流信号发生器、示波器等器材。
在实验中，我们将交流信号发生器与示波器相连，并将二极管连接到这一电路中。
通过调节交流信号发生器的频率和幅度，我们可以观察到二极管的正向和逆向电流的变化情况。
实验结果表明，随着交流信号频率的增加，二极管的正向电流增大，逆向电流逐渐减小。
这是由于二极管的载流子寿命和带宽限制引起的。
实验三：二极管的温度特性测量为了研究二极管的温度特性，我们进行了一系列温度变化下的实验。
实验装置包括恒温箱、温度计等器材。
我们将恒温箱的温度从低到高逐渐升高，同时测量二极管的电流和电压。
实验结果显示，随着温度的升高，二极管的正向电流增加，逆向电流减小。
这是因为温度能够改变载流子浓度和载流子电子流动性，进而影响二极管的电导率。
结论：通过三个实验，我们深入了解了二极管的直流、交流和温度特性。
根据实验数据，我们可以看出二极管具有非线性电性质，只能使电流在一个方向上流动。
二极管的特性参数包括正向电压阈值、逆向电压阈值、正向漏电流和温度系数等。
将这些特性应用于实际电路设计中可以实现整流、限幅和开关等功能。
此外，二极管还有很多其他应用，如光电二极管、二极管激光器等。
总结：通过本次实验，我们对二极管的工作原理及其相关特性有了深入了解。
发光二极管特性测试实验报告
发光二极管特性测试实验报告
并规范
实验目的
通过发光二极管特性测试，研究发光二极管的正向压降、电流、亮度等特性，以及各参数调节等。
实验环境
实验环境安全无污染，实验室的温湿度符合实验要求，实验台架保持稳定，实验仪器和仪表灵活可靠，实验室提供了充足的电源供电。
实验设备
1.发光二极管；
2.可控变压器；
3.电流表；
4.功率表；
5.万用表；
6.电源线；
7.阻值。
实验原理
发光二极管（LED）是一种三极半导体，其特点是在正向电压作用下能迅速产生可见光。
发光二极管的工作原理是利用半导体结构中的特性，
导致电荷在半导体内部发生电子激子对撞。
当电子激子击中离子层时，释
放出击中的能量，其中一部分能量变为可见光。
实验步骤
1.使用万用表将发光二极管连接电路，将发光二极管接入电路，加入
一定的阻值，使电流控制在一定的范围内；
2.设定电压、电流值，调节可控变压器，观察发光二极管的发光强度，并记录电压、电流值，根据亮度值计算出电流的最大值，即为LED的最大
亮度；
3.根据测得的电流电压值，改变阻值，调节电流大小，从而改变发光
二极管的发光强度；。
二极管特性测量实验报告
电子技术实验报告实验目的：1.检验IN4001整流二极管在电路中的表现2.测量绘制各二极管伏安特性曲线，并与MultiSIM仿真数据对比3.测量红色发光二极管发光时电压与电流实验原理：首先用万用表测量电阻的实际阻值R，输入电压Vi由信号发生器提供，其电压值可直接由信号发生器读出，用万用表测量电阻两端电压Vr，于是二极管可以由Id=Ir=Vr/R求得，二极管电压可由Vd=Vi-Vr 求得，由此画出伏安特性曲线。
实验器材：3.6V稳压二极管，10V稳压二极管，1N4001整流二极管，1N4148开关二极管，1N5819检流二极管，红色发光二极管，示波器，1.2K Ω电阻，信号发生器，导线，Multisim等实验过程：（1）按照图1依次选取IN4001二极管连接电路，首先选用Vi=10sin60V输入电压，观察示波器输出波形图1其输出波形如图2图2由示波器图像分析得，横轴下部峰值电压V≈0.7V，即为IN4001整流管的正向管压降，横轴上方峰值电压约为5V，即电压输入峰值的1/2，因此起到了半波整流的效果。
（2）二极管测量电路按照图3连接，依次将IN4001，IN4148，IN5819，3.6V稳压管，10V稳压管接入电路测量其伏安特性曲线图2实验数据处理：通过对各二极管数据的测定和记录，可以绘出各二极管的实验伏安特性曲线和IN4001整流管Multisim仿真得到的理想伏安特性曲线。
具体数据见伏安特性试验分析.xlsx，伏安特性曲线如下：实验误差分析：观察对比可知试验中二极管性能表现与仿真所得表现有所不同，可能原因有如下几点：1.信号发生器内阻分压的影响致使实际输出电压小于所示电压；2.万用表测量精度不够；。
【精选】实验二光敏二极管特性实验
实验二光敏二极管特性实验一:实验原理:光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的,其管芯是一个具有光敏特征的PN结，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。
无光照时,有很小的饱和反向漏电流,即暗电流，此时光敏二极管截止。
当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加，形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。
光敏二极管结构见图(6)。
二:实验所需部件:光敏二极管、稳压电源、负载电阻、遮光罩、光源、电压表(自备4 1/2位万用表).、微安表三:实验步骤:按图(7)接线,注意光敏二极管是工作在反向工作电压的。
由于硅光敏二极管的反向工作电流非常小，所以应提高工作电压，可用稳压电源上的+10V。
1、暗电流测试用遮光罩盖住光电器件模板,电路中反向工作电压接±12V,打开电源，微安表显示的电流值即为暗电流，或用4 1/2位万用表200mV档测得负载电阻RL上的压降V暗，则暗电流L暗=V暗/RL。
一般锗光敏二极管的暗电流要大于硅光敏二极管暗电流数十倍。
可在试件插座上更换其他光敏二极管进行测试比较。
2、光电流测试:取走遮光罩，读出微安表上的电流值,或是用4 1/2位万用表200mv档测得RL上的压降V光,光电流L光=V光/RL。
3、灵敏度测试:改变仪器照射光源强度及相对于光敏器件的距离，观察光电流的变化情况。
4、光谱特性测试:不同材料制成的光敏二极管对不同波长的入射光反应灵敏度是不同的。
由图（8）可以看出，硅光敏二极管和锗光敏二极管的响应峰值约在80~100μm，试用附件中的红外发射管、各色发光LED、光源光、激光光源照射光敏二极管，测得光电流并加以比较。
图（8）光敏管的伏安特性曲线图（9）光敏二极管的光谱特性曲线注意事项:本实验中暗电流测试最高反向工作电压受仪器电压条件限制定为±12V （24V），硅光敏二极管暗电流很小，不易测得。
光敏管的应用-----光控电路一:实验目的:了解光敏管在控制电路中的具体应用。
光电二极管特性与灵敏度的研究与实验
光电二极管特性与灵敏度的研究与实验在现代科技发展的背景下，光电二极管作为一种重要的光电转换器件，被广泛应用于光通信、光电子技术、光电测量等领域。
本文将对光电二极管的特性与灵敏度进行研究与实验，探索其在光电器件中的重要作用。
首先我们需要了解光电二极管的基本特性。
光电二极管是一种可以将光信号转换为电信号的器件。
当光线照射到光电二极管的P-N结上，产生的光电效应会引起电子和空穴的发射，从而形成电流。
其基本特性包括响应速度、光谱响应范围以及灵敏度等方面。
为了研究光电二极管的特性，我们可以进行一系列的实验。
首先，可以用光源照射光电二极管，利用示波器观察到的电压信号来测量其响应速度。
通过改变照射光源的频率，我们可以得到光电二极管的响应速度随频率变化的曲线。
从实验结果中可以看出，光电二极管的响应速度随着光源频率的增加而逐渐减小，这是因为高频光的光子能量较大，使得光电二极管的电子和空穴更容易产生，从而响应速度下降。
接下来，我们可以通过改变照射光源的波长，来研究光电二极管的光谱响应范围。
光谱响应范围指的是光电二极管对不同波长的光的响应能力。
通过测量不同波长下光电二极管的输出电流，我们可以得到光电二极管的光谱响应曲线。
从实验结果中可以看出，光电二极管对不同波长的光的响应程度是不同的，其光谱响应范围通常集中在特定的波长区间。
这是由于光电二极管的材料和结构决定的，不同的材料和结构会导致其对光的波长有不同的选择性。
在研究光电二极管的特性时，我们还需要了解其灵敏度。
光电二极管的灵敏度指的是其对光强度变化的敏感程度。
通过实验，我们可以利用光源的强度来改变照射光电二极管的光强度，然后测量其输出电流的变化情况。
通过得到的数据，我们可以绘制出光电二极管的灵敏度曲线。
实验结果显示，光电二极管的灵敏度随着光强度的增加而增加，但是当光强度超过一定阈值时，灵敏度开始饱和。
这是因为在光强度较低时，光电二极管的电子和空穴发射速率相对较低，导致灵敏度有限；而在光强度较高时，光子能量大，电子和空穴易于产生，使灵敏度增加，但是当光子能量更高时，光电二极管饱和，不再增加。
光电二极管特性测试
实验20 半导体光电二极管伏安特性的测定半导体光电二极管在光测技术、光纤通信、自动检测和自动控制等技术领域中应用十分广泛。
了解光电二极管结构、工作原理、伏安特性及其测量技术，是学习和掌握近代科学技术必不可少的基础知识。
熟悉光电二极管的基本性能和掌握它在光电转换技术中的正确使用方法可为今后在科研设计中使用半导体光电二极管打下一定基础． 【实验目的】了解光电二极管结构及工作原理 熟悉光电二极管的基本性能 学习光电二极管伏安特性的测量技术 了解光电二极管在光电转换技术中的正确使用方法 【实验仪器】：MOE--A 型光电二极管伏安特性测试仪 电阻箱 电阻 导线等 【实验原理】：1. 半导体光电二极管的结构及工作原理半导体光电二极管除与普通的半导体二极管一样，具有一个 p-n 结外，表现还在其管壳上有一个能让光照射入其光敏区的窗口。
与普通二极管不同，它经常图1 光电二极管的结构及工作方式工作在反向偏置电压状态（如图1a 所示）或无偏压状态（如图1b 所示）。
在反偏电压状态下，p-n 结的空间电荷区的势垒增高、宽度加大、结电阻增加、结电容减小，所有这些均有利于提高光电二极管的高频响应性能。
无光照射时，反向偏置的p-n 结只有很小的反向漏电流，称为暗电流。
当有光子能量大于p-n 结半导体材料的带隙宽度Eg 的光波照射到光电二极管的管芯时，p-n 结各区域中的价电子吸收光能后将挣脱价键的束缚而成为自由电子，与此同时也产生一个自由空穴，这些由光照产生的自由电子空穴对统称为光生载流子。
在远离空间电荷区（亦称耗尽区）的p 区和n 区内，电场强度很弱，光生载流子只有扩散运动，它们在向空间电荷区扩散的途中因复合而被消失掉，故不能形成光电流。
形成光电流的主要靠空间电荷区的光生载流子，因为在空间电荷区内电场很强，在此强电场作用下，光生自由电子空穴对将以很高的速度分别向n 区和p 区运动，并很快越过这些区域到达电极沿外电路闭合形成光电流，光电流的方向是从二极管的负极流向它的正极，并且在无偏压短路的情况下与入射的光功率成正比，因此在光电二极管的p-n 结中，增加空间电荷区的宽度对提高光电转换效率有着密切关系。
实验二 光敏二极管特性实验
实验二 光敏二极管特性实验
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，当光电管的工作偏压一定时，光电管输出 光电流与入射光的照度（或通量）的关系。 实验原理:
敏二极管是一种光生伏特器件，光敏二极管与半导体二极管在结构 上是类似的，也具有单向导电性。光敏二极管的伏安特性相当于向下平 移了的普通二极管，无光照时，有很小的饱和反向漏电流，即暗电流， 此时光敏二极管截止。当光敏二极管被光照时，满足条件h v≧Eg时， 则在结区产生的光生载流子将被内电场拉开，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形成了以少数载流子漂移 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。光敏二极管工作原理见图2-1。
光电二极管实验报告
光电二极管实验报告一、实验目的1.了解光电二极管的基本原理和结构。
2.掌握光电二极管的特性曲线的测量方法。
3.研究光电二极管的灵敏度随入射光强度的变化规律。
二、实验原理光电二极管是利用光电效应产生的电流来转换光能为电能的器件。
在光照射下，光电二极管会产生光电效应，使阳极与阴极之间的电荷发生流动，产生电压差或电流。
光电二极管的主要特点有频率响应宽、噪声小、灵敏度高等。
根据光电效应的原理，光电二极管的电流与入射光的强度成正比关系，即光电流I和入射光的强度I0满足I=kI0的关系，其中k为比例系数。
当入射光的光强度大到一定程度时，光线过多会使得光电二极管的电流饱和，此时I=I0。
三、实验器材1.光电二极管2.光源3.电流电压源4.电阻箱5.电压表6.光电二极管放大器四、实验步骤1.将电流电压源与电阻箱、光电二极管放大器连接，并接通电源。
2.将电压表正极和负极分别与光电二极管放大器的正极和负极连接并调节至合适的电压范围。
3.调节电流电压源的输出电流和电阻箱的电阻，控制光电二极管的入射光强度。
4.记录电压表的读数，得到光电二极管的电流值。
5.逐渐增加入射光的光强度，记录光电二极管的电流值。
6.使用以上数据绘制光电二极管特性曲线。
五、实验结果与分析通过实验，我们得到了光电二极管的特性曲线。
根据光电二极管的特性曲线，我们可以得到以下结论：1.光电流随着入射光强度的增加而线性增加，但在一定光强度范围后，光电流趋于稳定，不再增加，这是因为光电二极管已经饱和。
2.光电二极管的灵敏度随入射光强度的增加而增加，但在饱和后，灵敏度不再增加。
3.光电二极管的特性曲线可以用于测量入射光的强度。
六、实验总结通过本次实验，我对光电二极管的基本结构和原理有了更深入的了解，并通过实际操作掌握了光电二极管特性曲线的测量方法。
实验结果证实了光电二极管的工作原理和特性，同时也加深了我对光电效应的理解。
在实验过程中，我发现了一些问题，如光电二极管的灵敏度与入射光强度的关系并不是简单的线性关系，这可能与光电二极管内部电路的复杂性有关。
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实验二光电二极管特性测试与调制解调实验实验目的学习掌握光电二极管的工作原理2、学习掌握光电二极管的基本特性3、掌振光电二极管特性测试的方法4、了解光电二极管的基本应用二、实验内容光电二极管暗电流测试实验2、光电二极管光电流测试实验3、光电二极管伏安特性测试实验4、光电极管光电特性测试实验5、光电极管时间特性测试实验6、光电二极管光谱特性测试实验三、实验仪器1、光电器件和光电技术综合设计平台 !台2、光源驱动模块 ]个3、负载模块 1个4、光通路组件 1套5、光电二极管及封装组件 1套6、2#迭插头对(红色，50cm) 10根7、2#迭插头对(黑色，50cm) 10根8、示波器 1台四、实验原理光电二极管的结构和普通二极管相似，只是它的PN结装在管壳顶部，光线通过透镜制成的窗口，可以集中照射在PN结上，图2-1 (a)是其结构示意图。
光电极管在电路中通常处于反向偏置状态，如图2-1 (b)所示。
我们知道，PN结加反向电压时，反向电流的大小取决于P区和N区中少数载流子的浓度，无光照时P区中少数载流子(电子)和N区中的少数载流子(空穴)都很少，因此反向电流很小。
但是当光照射PN结时，只要光子能量hv大于材料的禁带宽度，就会在PN结及其附近产生光生电子一空穴对，从而使P区和N区少数载流子浓度大大增加，它们在外加反向电压和PN结内电场作用下定向运动，分别在两个方向上渡越PN结，使反向电流明显增人。
如果入射光的照度改变，光生电子一空穴对的浓度将相应变动，通过外电路的光电流强度也会随之变动，光敏二极管就把光信号转换成了电信号。
五、注意事项1、实验之前，请仔细阅读光光电器件和光电技术综合设计平台说明，弄清实训平台各部分的功能及按键开关的意义:2、当电压表和电流表显示为“1__”是说明超过量程，应更换为合适量程:3、连线之前保证电源关闭。
六、实验步骤1、光电二极管暗电流测试实验装置原理框图如图2-2所示，但是在实际操作过程中，光电二极管和光电三极管的暗电流非常小，只有nA数量级。
这样，实验操作过程中，对电流表的要求较高，本实验中，采用电路中串联大电阻的方法，将图2-2中的RL改为20M,再利用欧姆定律计算出支路中的电流即为所测器件的暗电流，如图2-2所示。
(1)组装好光通路组件，将照度计与照度计探头输出正负极对应相连(红为正极，黑为负极)，将光源驱动及信号处理模块上J2与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。
(2)将开关S2拨到“静态”。
(3)将电源模块的0- 15V输出的正负极与电压表头的输入对应相连，打开电源，将直流电压调到15V。
(4)“光照度调节”逆时针调到最小，此时照度计的读数应为0，关闭电源，拆除导线。
(注意:在下面的实验操作中请不要动电源调节电位器，以保证直流电源输出电压不变)(5)按图2-2所示的电路连接电路图，负载RrL选择RL=20M。
(6)打开电源开关，等电压表读数稳定后测得负载电阻RL上的压降Va,则暗电流Ie=Ve/RL。
所得的暗电流即为偏置电压在15V时的暗电流.0,1UA 0.24V(注:在测试暗电流时，应先将光电器件置于黑暗环境中30分钟以上，否则测试过程中电压表需-段时间后才可稳定)(7)实验完毕，直流电源电位器调至最小，关闭电源，拆除所有连线。
2、光电二极管光电流测试实验装置原理图如图2-3所示。
(1)组装好光通路组件，将照度计与照度计探头头输出正负极对应相连(红为正极，黑为负极)，将光源驱动模块上J2与光通路件光源接口使用彩排数据线相连。
(2)将三掷开关S2拨到“静态”。
(8)按图2-3连接电路图，E选择0-15V直流电源，机取R=作政。
打开电源。
缓慢调节光照度调节电位器，直到光照为300 (约为环境光照).缓慢调节直光电流。
5.26mA流电源真至电压表显示为6V，读出此时电流表的读数，即为光电二极管在路V光照30时的(5)实验完毕，将光照度调至最小，直流电源调至最小，关闭电源，拆除所有连线。
3、光电二极管光照特性实验装置原理框图如图2-3所示。
(1)组装好光通路组件，将照度计与照度计探头输出正负极对应相连(红为正极，黑为负极)，将光源驱动模块上J2与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连..(2)将三掷开关S2拨到“静态”(3)按图2-3所示的电路连接电路图，E选择0-15V直流电源，负载RL选择RL=IK欧。
(4)将“光照度调节”旋钮逆时针调至最小值。
打开电源，调节直流电源电位器，直到显示值为8V左右。
顺时针调节光照度调节旋钮，增大光照度值，分别记下不同照度下对应的光生电流值，填入下表。
若电流表或照度计显示为“1__”时说明超出量程，应改为合适的量程再测试。
(5)将“光照度调节”旋钮逆时针调节到最小值位置后关闭电源。
(6)将以上连接的电路中改为如下图2-4连接(即0偏压)7)打开电源。
顺时针调节光照度旋钮，增大光照度值，分别记下不同照度下对应的光生电流值，填入下表。
若电流表或照度计显示为“1_”时说明超出量程，应改为合适的量程再测试。
(8)根据上面两表中实验数据，在同一坐标轴中作出两条曲线，并进行比较。
(9)实验完毕，将光照度调至最小，直流电源调至最小，关闭电源，拆除所有连线。
4、光电二极管伏安特性实验装置原理框图如图2-3所示。
(1)组装好光通路组件，将照度计与照度计探头输出正负极对应相连(红为正极，黑为负极)，将光源驱动模块上J2与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。
(2)将三掷开关S2拨到“静态”。
(3)按图2-3所示的电路连接电路图，E选择0-15V直流电源，负载RL选择RL=2K欧。
(4)打开电源，顺时针调节照度调节旋钮，使照度值为500Lx，保持光照度不变，调节可调直流电源电位器，记录反向偏压为0V、2V、4V、 6V、8V、10V、 12V时的电流表读数，填入下表，关闭电源。
(注意:直流电源不可调至高于20V，以免烧坏光电二极管)(5)根据上述实验结果，作出500Lx照度下的光电二极管伏安特性曲线。
(6)重复上述步骤。
分别测量光电二极管在00800x照度下，不同偏压下的光牛电流信在同一-坐标轴作出伏安特性曲线。
并进行比较。
(7)实验完出。
临光昭度调至最小，直流电源调至最小，关闭电源，拆除所有连线，5.光电二极管时间响应特性测试(红为正极，黑为负极)，(1)组装好光通路组件，将照度计与照度计探头输出正负极对应相连方波输出接口通过BNC线将光源驱动模块上J2与光通路组件光源接口使用彩排数据线相住。
信号源去波输入口测量方波信接到方波输入。
正弦波输人和方波输入内部是并联的，可以用示波器通过上弦号。
(2)将三掷开关S2拨到“脉冲”。
负载RL选择RL=200K欧。
(3)按图2-5所示的电路连接电路图，E选择0-15V直流电源，(4)示波器的测试点应为A点。
(5)打开电源，白光对应的发光二极管亮，其余的发光二极管不亮。
(6)观察示波器两个通道信号，缓慢调节直流电源幅度调节和光照度调节电位器直到示波器上观察到信号清晰为止，并作出实验记录(描绘出两个通道波形)。
(7)缓慢调节脉冲宽度调节电位器，增大输入信号的脉冲宽度，观察示波器两个通道信号的变化，并作出实验记录(描绘出两个通道的波形)并进行分析。
(8)实验完毕，关闭电源，拆除导线。
6、光电二极管光谱特性测试当不同波长的入射光照到光电二极管上，光电二极管就有不同的灵敏度。
本实验仪采用高亮度LED(白、红、橙、黄、绿、蓝、紫)作为光源，产生400~ 630nm离散光谱。
率的照射光谱响应度是光电探测器对单色，入射辐射的响应能力。
定义为在波长m的单位入射功下，光电探测器输出的信号电压或电流信号。
即为、(2)=V(A)(i)=1(4)P(A)P(A)式中，P(2)为波长为人时的入射光功率:P()为光电探测器在入射光功率P(A)作用下的输出信号电压: 1(2)则为输出用电流表示的输出信号电流。
本实验所采用的方法是基准探测器法，在相同光动率的辐射下，则有UK(i)U r(2)式中，U，为基准探测器显示的电压值，K为基准电压的放大倍数，,(2)为基准探测器的响应度，取在测试过程中，U，取相同值，则实验所测试的响应度大小由(2)-U ,()的大小确定下图为基准探测器的光谐响应曲线。
(1)组装好光通路组件，将照度计与照度计探头输出正负极对应相连(红为正极，黑为负极)，将光源驱动模块上J2与光通路组件光源接口使用彩排数据线相连。
(2)将三掷开关S2拨到“静态”。
(3)将0-15V直流电源输出调节到10V，关闭电源。
(4)按如图2-7连接电路图，，E选择0-15V直流电源，RL取RL=100K欧。
(5)打开电源，缓慢调节光照度调节电位器到最大，通过左切换和右切换开关，将光源输出切换成不同颜色，记录照度计所测数据，并将最小值“E”为参考。
(6)分别测试出红光、橙光，黄光，绿光，蓝光，紫光在光照度E下时电压表的读数，填入下表。
(7)根据所测试得到的数据，做出光电二极管的光谱特性曲线，7、光调制解调实验(1)组装好在电路组件，将照度计与照度计探头输出正负极对应相连(红为正极，黑为负极)，将光源驱动模块上J2与光道通路组件光源接口使用彩排数据线相连，信号源正弦波输出接口通过BNC线接到方波输入。
正正弦波输入上业测量正弦波信号。
方波输入内部是并联的，可以用示波器通过方波输入口(2)将三掷开关S2拨到“脉冲”。
(8)按图2-5所示的电路连接电路图，E选择0-15V直流电源，负载RL选择RL=200K欧。
(4)示波器的测试点应为A点。
(5)打开电源，白光对应的发光二极管亮，其余的发光二极管不亮。
(6)观察示波器两个通道信号，缓慢调节直流电源幅度调节和光照度调节电位器直到示波器上观察到信号清晰为止，并作出实验记录(描绘出两个通道波形)。
(7)缓慢调节脉冲宽度调节电位器，增大输入信号的脉冲宽度，观察示波器两个通道信号的变化，并作出实验记录（描绘出两个通道的波形）并进行分析。
(8)实验完毕，关闭电源，拆除导线。