短路电流特性曲线PPT课件

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红外光源曲线标定实验
一、实验目的
通过实验使学生了解光源的原理和种类以及输出的光功率和接收电压之间的关系。
二、实验原理 本实验所用的光源为红外功率可调光源，主要由红外发光二极管构成,所用的接收
器件是光敏二极管。
发光二极管
原理与结构:其核心是PN结。因此它具有一般P-N结 的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此 外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电 压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。 进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数 载流子（多子）复合而发光。
2、通过测试结果分析PI特性曲线的特点？
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光敏电阻特性实验
一.实验目的
通过实验掌握光敏电阻的工作原理，掌握光敏电阻的光照特性、伏 安特性及其测试电路的设计。
二.实验原理
在光线的作用下，电子吸收光子的能量从键合状态过渡到自由状态， 引起电导率的变化，这种现象称为光电导效应。光电导效应是半导体材 料的一种体效应。光照愈强，器件本身的阻值愈小。基于这种效应的光 电器件称光敏电阻。光敏电阻无极性，其工作特性与入射光的光强、波 长和外加电压有关。
P-N结的光电器件。
光电池及其原理和结构
本实验采用短路电流电路如下图所示，放大器选用OP07；此电路对光电池而言，负 载近似等于0，当有光照射时，光电池感应光照产生光电流I，由于放大器正常工作时正
负两端虚短，所以其输出电压V0= -I*（R1+R2）。并且光照越强，输出电压越大。
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光电池特性测试原理图
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将所测得的结果填入表中并分析实验结果。 功率—电压表
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功率—电压特性曲线
思考题 1.在电路中恒流是怎样实现的？
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光电池特性实验
一.实验目的
通过实验掌握光电器件-光电池的工作原理及相关特性，了解光电池 特性曲线及其测试电路的设计。
二.实验原理 光电池是根据光生伏特效应制成的，不需要加偏压就能把光能转换成电能的
光电信息检测综合实验
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光电信息检测综合实验
光电传感器特性实验 1.红外光源曲线标定实验 2.光敏电阻特性实验 3.光电池特性实验 4.光敏二极管特性实验
光电信息处理实验 1.热释电红外报警实验 2.光变频率实验 3.光电密码锁实验 4.光电式直流电机测速实验 5.线阵CCD测量物体外形尺寸实验 6.红外遥控实验
特性:自发辐射光，与激光器不同，没有谐振腔对波长的选择，谱线较宽，在垂直于 发光面上，面发光LED辐射图呈郎伯分布，半功率点辐射角大，可达120度，驱动电 流较小时，P-I曲线的线性较好，电流过大时，由于PN结发热产生饱和现象，使P-I曲 线的斜率减少。
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光敏二极管及其原理和结构
光敏二极管又称光电二极管，光敏二极管是基于光伏效应原理工作的光电 器件。当入射光子在本征半导体的P-N结及其附近产生电子—空穴对时，光生 载流子受势垒区电场作用，电子漂移到N区，空穴漂移到P区。电子和空穴分别 在N区和P区积累，两端便产生电动势，这称为光生伏特效应，简称光伏效应。 光敏二极管基于这一原理。如果在外电路把P-N短接，就产生反向的短路电流， 光照时反向电流会增加，并且光电流和照度成线性关系。
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记录数据并用描点法将接收电压和电流之间的关系绘制成曲线,并对两条 曲线进行分析。
电压--电流数据表格（照度为某一非0值时）
电压--电流数据表格（照度为0值时）
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电压--电流特性曲线
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（二）光敏电阻的光照特性测试
PIN1 PIN2
光敏电阻
Vin GND VCCADJ
红外功率可调光源
PLUG-30 PLUG-32 AGND -5V
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红外光源曲线标定测试图
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在发射端，将红外 发光二极管接入到 晶体三极管的集电 极，通过改变滑动 变阻器的阻值调节 三极管基极偏置电 压进而改变集电极 电流 。电流较小 时，P-I曲线的线 性较好，所以可获 得需求的辐射光功 率；在接收端，将 光电二极管电流转 换成可用电压，用 一个运算放大器作 为电流-电压的转 换电路。
光敏电阻及其原理和结构图
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（一）光敏电阻的伏安特性测试实验
光敏电阻伏安特性测试原理框图
PIN1 PIBiblioteka Baidu2
A
V
光敏电阻
Vin GND VCCADJ
红外功率可调光源
模拟电源
-5V +5V AGND
实验台
0~5V 0~1K GND
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光照度一定时， 通过调节变阻器 的阻值，读出光 敏电阻两端电压 和通过光敏电阻 的电流。通过欧 姆定律计算出光 敏电阻的亮电阻 和暗电阻。
功率―短路电流数据表格
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短路电流特性曲线
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（二）光电池开路电压测量
调节线性光源的输入电压值，从而改变光源的输出功率；因为数字万用 表呈现很大的内阻，则对应不同的功率值用数字万用表测出光电池两极的开 路电压值（测试点为光电池探头的“PIN1”、“PIN2”）。
将所测得的结果填入表格，并在图中绘出功率―开路电压曲线。
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（一）光电池短路电流测量
调节线性光源的输入电压值，从而改变光源的输出功率；对应不同 的功率值,用万用表测试光电池的输出电压值.将所测得的结果（输出电压） 和通过公式求得的结果（短路电流）填入表格并在图中绘出功率-短路电 流曲线。应用公式：I0= - V0/（R1+R2）求得短路电流 .将所测得的结果 （输出电压）和通过公式求得的结果（短路电流）填入表格，并在图中 绘出功率―短路电流曲线。
+5V
PLUG-40
R1 C1 D1
R3 Q1
2 _ 7 OP07 6
3+ 14 8
W1 10K
R2
光电信息转换器件参数测试实验板
V
●●●●●●
PLUG
模拟电源
-5V +5V AGND
实验台
V 0~5V
GND
调节可变电 源的输出电 压值，从而 改变线性功 率可调光源 的输出功率， 记录不同的 光功率时光 敏电阻的电 压值。
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本实验根据红外发光二极管和光敏二极管的特性，对红外发光二极管发出 的光功率进行测量。由于光敏二极管的谱线宽，可见光会影响测量的结果，因 此实验需要在暗室中进行。
改变电压,记录数据并用描点法将接收电压与接收光功率之间的关系绘制成曲 线。
光源数据表格
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光源的功率曲线
思考题
1、观察输入电压0.6V以下和4.6V以上的曲线，是否成线性关系？为什么？