一、 实验目的
了解光敏电阻工作原理、光照特性及伏安特性。 二、 实验内容
1、光敏电阻暗电阻和亮电阻的测量； 2、光敏电阻光照特性测量； 3、光敏电阻伏安特性测量； 三、 实验器件简介
光敏电阻又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；一般情况下入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。
通常光敏电阻都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内就激发出电子—空穴对，参与导电，使电路中电流增强。
光敏电阻的主要参数有亮电阻，暗电阻，光电特性，光谱特性，频率特性，温度特性。在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。没有极性，属于纯电阻器件，使用时可加直流也可以加交流。
用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法，在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，然后接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的价带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。
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四、 实验原理
光敏电阻是用光电导体制成的光电器件，又称光导管。它是基于半导体光电效应工作的。当无光照时，光敏电阻值(暗电阻)很大，电路中电流很小。当光敏电阻受到一定波长范围的光照时，它的阻值(亮电阻)急剧减少，因此电路中电流迅速增加。
光敏电阻的暗电阻越大，亮电阻越小，则性能越好，也就是说，暗电流要小，光电流要大，这样的光敏电阻的灵敏度就高。实际上，大多数光敏电阻的暗电阻往往超过1M欧，甚至高达100MΩ，而亮电阻即使在正常白昼条件下也可降到1kΩ以下，可见光敏电阻的灵敏度是相当高的。
光照特性、伏安特性是光敏电阻的基本特性。 （1）光照特性：
光敏电阻的光照特性是描述光电流I和光照强度之间的关系，不同材料的光照特性是不同的，绝大多数光敏电阻光照特性是非线性的。 （2）伏安特性：
在一定照度下，流过光敏电阻的电流与光敏电阻两端的电压的关系称为光敏电阻的伏安特性。 五、 实验步骤
1、亮电阻和暗电阻测量
（1）图1-1是光敏电阻实验原理图
图1-1 光敏电阻实验原理
（2）首先进行照度的确定，实验使用LED白光源和照度计。
首先保证机箱电源关闭，机箱电源开关在机箱右侧。将主机箱的恒流源的调节旋钮
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逆时针方向慢慢调到底。用LED连接线将白光LED与恒流源相连，注意红黑插头与恒流源的插孔颜色对应。
将照度计和LED白光源对准，它们上方都有螺纹，将它们旋好。打开照度计。 打开主机箱电源，顺时针方向慢慢调节恒流源幅度旋钮，使照度计显示1000Lx左右。（可根据实际情况选择）。如下图所示：
图1-2 照度计测量连接图
此时，照度已经确定好，关闭电源。
（3）撤下照度计连线及探头，换上光敏电阻。按照原理图1-1所示连接各器件。 用光电探测连接线，BNC头连接光敏电阻。另一端红头连接0~20V直流电源+端，另一黑头连接电流表+端。
其他部分按照原理图连接。可根据实际情况选择串联一电阻，或者不串联。
（4）光敏电阻与光源之间用遮光筒连接（同上图的照度计和光源连接）。打开电源，调节0～20V电源幅度调节旋钮（参考电压10V，可根据实际情况改变），观察电压表的读数稳定后，读取电流表的值（亮电流）I亮和电压表的值U亮。
（5）将恒流电源的调节旋钮逆时针方向慢慢旋到底后，调节0～20V电源幅度调节旋钮（参考电压10V，可根据实际情况改变），观察电压表的读数稳定后，读取电流表的值（暗电流）I暗和电压表的值U暗。关闭电源。
（6）根据以下公式，计算亮阻和暗阻
R亮=U亮 /I亮；R暗 =U暗/I暗
（7）光敏电阻在不同的照度下有不同的亮阻；在不同的测量电压（U）下有不同的亮阻和暗阻。可根据实验需要，测量其他照度或电压下的亮阻和暗阻。
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2、光照特性测量
光敏电阻的测量电压（U）固定时，光敏电阻的光电流随光照强度变化而变化，它们之间的关系是非线性的。
调节恒流电源得到不同的光照度(测量方法同以上实验)，测得数据填入表1-1，并作曲线图。
表1-1
光照度（Lx） 电流（μA） 1000 2000 3000 4000 5000 6000
3、伏安特性测量
在一定的光照强度下，光电流随外加电压的变化而变化。测量时，根据表1-2，给定光照度，调节0～20V电压（由电压表监测），测得流过光敏电阻的电流，记录数据填入表1-2，并作不同照度下的三条伏安特性曲线。
表1-2
电压（V） 电流（μA） 光照度（Lx） 1000 2000 3000 2 4 6 8 10
六、实验报告
1、分析光敏电阻的工作原理；
2、分析光敏电阻的光照特性，并画出光照特性曲线； 3、分析光敏电阻的伏安特性，并画出伏安特性曲线； 七、思考题
为什么光敏电阻的电极做成梳状？
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