光敏三極管特性實(shí)驗(yàn)

1、光電傳感與檢測技術(shù)光電傳感與檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 光敏三極管特性實(shí)驗(yàn)光敏三極管特性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉光敏三極管的結(jié)構(gòu)和工作原理。熟悉光敏三極管的結(jié)構(gòu)和工作原理。 了解光敏三極管的特性，當(dāng)工作電壓一定時，光了解光敏三極管的特性，當(dāng)工作電壓一定時，光敏三極管輸出光電流與入射光照度的關(guān)系。敏三極管輸出光電流與入射光照度的關(guān)系。 了解光敏管在控制電路中的具體應(yīng)用。了解光敏管在控制電路中的具體應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 光敏二極管簡介光敏二極管簡介光敏二極管在電路中一般是處于反向工作狀態(tài)。在沒有光照射時，由少數(shù)載流子漂移形成的反向電流很?。ò惦娏鳎?，處于截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)有光照射時，吸收光子、激發(fā)電子空穴

2、對，在外加反向電壓作用下形成光電流，使得光敏二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)。和普通二極管相似，光敏二極管的核心部分也是一個PN結(jié)，屬于單向?qū)щ娦缘姆蔷€性元件。實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 光敏三極管簡介光敏三極管簡介光敏三極管可用元素半導(dǎo)體或化合物半導(dǎo)體制得，不同材料的光敏三極管對應(yīng)的光譜特性不同。本實(shí)驗(yàn)用的是一種用平面工藝制造的硅NPN型光敏三極管，只有E、C兩個引出端子，光敏三極管與反偏的光敏二極管工作原理類似；但存在兩個PN結(jié)，可利用一般晶體管的電流放大作用獲得更大的光電流，因此具有更高的靈敏度。ecc (+)e ()3DU5C外型外型符號符號實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 光敏三極管工作原理光敏三極管工作原理光敏三極管可等

3、效為一個光敏二極管和普通三級管結(jié)合而成。當(dāng)具有光敏特性的PN結(jié)受到光照時會形成光電流，此光生電流由基極進(jìn)入發(fā)射極，從而在集電極回路中得到一個放大了hFE倍的響應(yīng)電流。 Ic=Ib*hFEIb可見與普通三極管類似，光敏三極管同樣具有電流放大功能，只不過其控制端受入射光強(qiáng)控制。實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 光敏三極管伏安特性光敏三極管伏安特性在給定光照條件下，光敏三極管兩端電壓與其輸出電流Ic間的關(guān)系即為其伏安特性，具體特性曲線如圖所示：無光照射時，集電極發(fā)射極間的漏電流稱為暗電流暗電流。Iceo=IcbohFE可見光敏三極管的暗電流也比光敏二極管增大了hFE倍。偏壓偏壓照度照度實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 光敏三極管光

4、照特性光敏三極管光照特性理論上輸出電流Ic=Ip*hFE。Ip為集-基的等效二極管光生電流，表明Ic與光電流Ip之間滿足線性關(guān)系，即輸出電流Ic與入射光量基本保持線性關(guān)系。在給定偏壓條件下，光敏三極管輸出電流Ic與入射光照度間的關(guān)系為其光電/光照特性，具體特性曲線如下圖所示：照度照度偏壓偏壓實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 光敏三極管相對光譜特性光敏三極管相對光譜特性硅光敏三極管的相對光譜特性曲線如右圖所示：在可見光區(qū)和近紅外光區(qū)附件有較好的光譜靈敏度；光電三極管的光譜響應(yīng)特性主要取決于其半導(dǎo)體材料的光譜響應(yīng)特性；但其靈敏度（增益值）主要受個體光電管的hFE影響（光電二極管不同）。實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 光敏三極管

5、溫度特性光敏三極管溫度特性光敏三極管的相對光響應(yīng)靈敏度與溫度對應(yīng)曲線如圖所示：由于光電三極管的hFE受環(huán)境溫度的影響較大，所以光電三極管的靈敏度也會隨環(huán)境溫度變化而出現(xiàn)較大的變化；故與光電二極管相比，光電三極管對溫度變化更為敏感。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、判斷光敏三極管極性、判斷光敏三極管極性 方法方法：用萬用表20K電阻檔，黑表棒接發(fā)射極黑表棒接發(fā)射極E，紅，紅表棒接集電極表棒接集電極C，無光照時顯示，光照增強(qiáng)時電阻迅速減小至1-2K歐姆；若將紅表棒接發(fā)射極，黑表棒接集電極，則不論光照變化與否萬用表始終顯示。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 2、伏安特性測量、伏安特性測量在三種照度下重復(fù)測量，將數(shù)據(jù)記錄至相應(yīng)數(shù)

6、據(jù)表格中，并繪制伏安特性曲線。按圖連接好實(shí)驗(yàn)線路，光源選用高亮度鹵素?zé)簦?fù)載電阻選用100K歐姆。分別在弱、中、強(qiáng)三種光照度條件下，測出光敏三極管外加偏壓UCE與其光電流IC之間的數(shù)據(jù)關(guān)系。UCE= UCC - UR；光電流 KUIRc100 2、伏安特性測量、伏安特性測量電路連接電路連接 2、伏安特性測量、伏安特性測量數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)記錄電壓（伏）246810UR（伏）電阻（歐姆）光電流Ic光敏二極管伏安特性測試數(shù)據(jù)表（照度：光敏二極管伏安特性測試數(shù)據(jù)表（照度： 弱弱 ）電壓（伏）246810UR（伏）電阻（歐姆）光電流Ic光敏二極管伏安特性測試數(shù)據(jù)表（照度：光敏二極管伏安特性測試數(shù)據(jù)表（照度：

7、 中中 ）電壓（伏）246810UR（伏）電阻（歐姆）光電流Ic光敏二極管伏安特性測試數(shù)據(jù)表（照度：光敏二極管伏安特性測試數(shù)據(jù)表（照度： 強(qiáng)強(qiáng) ）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 3、光照特性測量、光照特性測量按圖連接好實(shí)驗(yàn)線路，光源選用高亮度鹵素?zé)簦?fù)載電阻選用100K歐姆。調(diào)節(jié)光照從“弱強(qiáng)”，測得不同(15個)照度條件下，測出光敏三極管輸出光電流IC與入射光照度間的數(shù)據(jù)關(guān)系。照度依然用UR來度量 。其中光電流在三種偏壓下重復(fù)測量，將數(shù)據(jù)記錄至相應(yīng)數(shù)據(jù)表格中，并繪制光照特性曲線。KUIRph100 3、光照特性測量、光照特性測量數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)記錄光敏二極管光照特性測試數(shù)據(jù)表（電壓：光敏二極管光照特性測試數(shù)據(jù)表

8、（電壓： 2V ）光敏二極管光照特性測試數(shù)據(jù)表（電壓：光敏二極管光照特性測試數(shù)據(jù)表（電壓： 6V）光敏二極管光照特性測試數(shù)據(jù)表（電壓：光敏二極管光照特性測試數(shù)據(jù)表（電壓： 10V）照度UR（伏）光電流照度UR（伏）光電流照度UR（伏）光電流實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 4、光敏管的應(yīng)用、光敏管的應(yīng)用光控電路光控電路右圖為一無光照射時切斷電路，有光照射時接通電路的亮通型光電控制電路。當(dāng)有光照時，光電二/三極管導(dǎo)通，處理電路中的晶體管T(9013)基極電壓升高，T導(dǎo)通，給集電極負(fù)載的LED供電，電流流過LED，使其發(fā)光。 4、光敏管的應(yīng)用、光敏管的應(yīng)用光控電路光控電路連接連接光敏三極管單元光敏三極管單元實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 4、光敏管的應(yīng)用、光敏管的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟將光敏二極管接入“光敏三極管單元”的“傳感器入”，“發(fā)光管”端口與發(fā)光二極管相接，輸出端Vo接數(shù)字電壓頻率表20V檔。開啟儀器電源，調(diào)節(jié)“增益”電