光电器件特性实验

实验一光电转换特性测试

一、实验目的

熟悉MOS图象传感器工作原理，初步掌握SSPA器件光电转换特性曲线的测试方法。

二、实验原理

1、熟悉SSPA 驱动电路板。

2、波形观察和记录。

按规定给驱动板加上直流电源，用均匀直流光源照明SSPA 器件，用脉冲示波器观察并记录器件工作波形及其相互位相关系、高低电平或幅度，包括 S t、1、2、V o 、Eos 等信号。

3、光电转换特性测试（见图1）。

图1 光电转换特性测试装置图

测试条件：① 光源： 2856 K 钨灯（用白炽小灯泡代替）

② R L 10K,C L 51pF

③ f v 100KHz

④ 记录积分时间 T int ms

三、使用仪器、材料稳压源，光源（白炽灯），照度计，SSPA驱动电路板，示波器，滑座支架

四、实验步骤

1、由小到大改变光源（改变光强与器件之间的距离以及白炽灯本身自带的控制亮度的开关来实现），用示波器观测记录各光强下的视频输出 V o幅度（mV ）及对应的照度H 的值（ L x ），列表记录（线性区至少取5 个点，饱和区取3 个点）。

2、用坐标纸做出散点图，拟合并绘出H ~V o 光电转换曲线，标出曲线上的特征点。

五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等）

1、连接好电路及各实验装置，观察并记录SSPA 器件工作波形（结果如

下图所示：

2、实验测得的原始数据如表1 所示：

1

H Lx 3.76 4.16 5.23 6.25 6.949.4711.4413.89

V o mV1012141518222222由实验数据得到H ~V o 的曲线图：S t 、 1 、 2 、

V o 、Eos等），

24mV V

12mV EOS

?1

48mV

?2

48mV

5μs 5μs

图 2 SSPA 器件工作波形

图 3 H ～V o 光电转换曲线

3、由曲线图可以得到 V os 22mV ， H s 9.47 Lx 。

（1）记录的积分时间：

T （2.5 1.5） 0.5ms 2ms 。

（2）饱和曝光量

E s H s T int 9.47 2 103 1.894 10 2L x s

（3）灵敏度

S

E s

22

1.894 10

2 1.161 10 mV

（Lx s ）

4、通过 H~V o 曲线，简要分析 SSPA 工作特性。

由H ~V o 曲线得出，当 H

称为饱和电压。

实验二不均匀性、暗信号及动态范围测试

、实验目的

了解SSPA器件参数的定义，初步掌握其简单的测试方法。

、实验原理

1．不均匀性NU 测试。

图1 不均匀性测试装置框图

测试条件：① 光源：直流日光灯(用白炽灯代替) 。②视频信号经驱动板放大后测试。

③记录视频信号频率 f v(KHz)，积分时间 T int ( ms) 。

三、使用仪器、材料

SSPA驱动电路板，白炽灯，照度计，电源，示波器等。

四、实验步骤

1、不均匀性NU 测试：

①加大照射在SSPA光敏面上的光强，使视频输出达到饱和值 V os ，记录 f v 、 T int 、V、V

，取其平均值

V =

(V V )/2

。

osmax osmin os osmax osmin

②减小光强(拉大光源与器件之间的距离)使器件输出幅度为V os = (V osmax V osmin )/2，记录视频信号中的 V omax、V omin(不记第1，2位和末2位)，平均值V o。

③计算不均匀性NU 值： NU (V osmax V osmin ) V o 100%。

2、暗信号及动态范围测试

①无光照条件下，用示波器灵敏档测试SSPA的视频输出即为暗信号 V d(V p p 值)，记录其中的最大最小值 V dmax、V dmin ，即暗信号差值。

②机器可读的动态范围DR 按下式计算：DR V os V d 。

五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)

1、不均匀性NU 测试

①加大照射在SSPA光敏面上的光强，使视频输出达到饱和值 V os ，记录T v 0.5 20 s 10 s ，则

f v 100 KHz T int (5.5 0.8) 0.2ms 1.26 ms

其每格为50 m，所以头发的长度为150 m

实验五光电二极管的特性测试

、实验目的

1.了解光电二极管的工作原理。

2. 掌握光电二极管基本性能的测试方法。

3. 掌握光电二极管的使用方法。

二、实验原理光电二极管的基本特性分为以下三方面：

1. 光照特性：在一定工作偏压下，光电二极管的输出电流I 和照度E v 之间的关系测试电路如图1。

三、实验器材：

白炽灯1 台，光电二极管2CU 1支，照度计1台，万用表1台，电阻若干，实验板1 块，导线若干。

四、实验步骤：

1. 光电二极管光照特性的测试。

错误!未找到引用源。判断光电二极管的极性，按图1 连接电路。

②选择适当的偏压V c ,和负载电阻R L。按表1的要求将测试换算结果逐点填入表中。

③改变偏压V c或负载R L ,观察光电二极管光照特性的变化2.光电二极管伏安特性的测试。

错误!未找到引用源。按图1接线，将电流计串入回路中② 调定合适的R L ，记录结果。

五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等）

1.光电二极管的光照特性测试的实验记录

表1 光电二极管在V c =10V ，R L =3K 条件下的光照特性实验记录

光电二极管在V c=10V ，R L=3K 条件下

E V( Lx)13320930341553263580092910651234

2.伏安特性：指在定照度下，光电二极管的光电流与偏压的关系。测试如图1。

图 1 光照、伏安特性测试电路