實驗光敏二三極體特性實驗報告

2021-03-03 23:12:49 字數 1409 閱讀 4356

1、實驗目的

了解光敏二極體的光照特性和光敏三極體的光譜特性及伏安特性等基本特性。

2、實驗原理

略3、需用器件與單元

主機箱、安裝架、普通光源、各種濾光鏡、 光電器件實驗(一)模板 、0~12v可調直流電壓源、-12v~+12v可調直流電壓源、光敏二極體和光敏三極體

4、實驗步驟

1、光敏二極體光照特性的測試

光敏二極體工作電壓為5v(某定值)時,它的光電流i隨光照度e變化而變化。

按圖正確連線實驗裝置後,根據表4-1測量資料並作i—e曲線圖4-1。

分析:在一般加了反向偏壓的情況下,只要偏置電壓達到某值,擴散電流被抑制,輸出電流為光電流和反向飽和電流之和。當光照度e達到一定大小時,反向飽和電流遠小於光電流可忽略不計。

因此,可認為光電流與光照度成線性關係。由圖4-1可知,當e大於或等於50lx時,i—e曲線可近似認為成線性。

2、光敏三極體的光譜特性測試

光敏三極體在一定偏置電壓下,對等能量但波長不同的光源所產生的光電流大小不同。本實驗易某功率為基準,更換光源前端蓋的濾光片獲得不同波長的光源。

按圖正確連線後,測量不同波長的光源以相同功率照射光敏三極體時的電流值,填入表5-1並作曲線圖5-1。

分析:光敏三(二)極管的光譜特性主要取決於所採用材料的禁帶寬度,同時也與結構工藝密切相關。對不同材料構成的器件一般有特定乙個光譜響應峰值,在此峰值外的波段區光電流迅速衰減。

由圖5-1可知,本實驗所用光敏三極體的光譜響應峰值應大於600nm,位於長波段區。

3、光敏三極體的伏安特性測試

分析:在理論上,光敏三極體的伏安特性有兩個特點:

(1)、在光照度低時,伏安特性比較均勻,而隨著光照度增加,曲線變密。這是因為電流放大倍數與光照度有關,隨著照度的增加,放大倍數下降,導致光電流下降;在強光照度下,光電流與照度不呈線性。雖然本實驗所取照度差值不大,但觀察表5-2在相同電壓下,將10lx與20lx的光電流差值跟20lx與30lx的作比較,會發現隨著光照度從10lx增大倒30lx過程中,電流增大差值減小,即電流放大倍數下降。

(2)、偏置電壓低時,光敏三極體的集電極電流與照度呈非線性。隨偏置電壓的變大,i—u曲線變得平坦。

由圖5-2可知,在電壓值小於1v時,光電流與照度呈非線性。而在大於1v的區域內,雖然伏安特性曲線變得平坦,但曲線仍略有向上偏斜,間距增大。這是因為光敏三極體除了具有光電靈敏度外,還具有電流增益,而且電力增益隨光電流的增大而增大。

5、實驗心得

1、在測量光照特性前,要先明確所用光源的光照度與光源工作電壓的對應關係,以便通過調節電壓控制光照度的大小。

2、在測量光譜特性前,要先明確不同波長的光源光功率與光源電壓的對應關係,以確保採用不同波長時,其功率大小一致。

3、因為光敏二(三)極管隨光照、偏置電壓變化是個時間過程,加上測量儀器的靈敏度和精度有限,所以需要我們耐心調節自變數,並細心讀取測量資料,切記心浮氣躁,敷衍了事。

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