光電傳感器實驗方案的設計與實踐——光電二極管特性-資料下載頁

【導讀】常重要，是電子技術人才培養成長的必由之路。目的是學生將課程中所學的理論與實踐。緊密結合，培養獨立地解決實際問題的能力。學生必須獨立完成一個選題的設計任務。時間響應特性和光譜響應特性的測量；設計說明書符合要求；系統工作原理圖；參考文獻原文不少于3篇。[2]Donald，北京：電子工業出版社，20xx。[3]楊經國，等.光電子技術，成都：四川大學出版社，1990。[4]梁萬國，等.光電探測器的設計[J]，半導體光電，1998，：51-55。[5]王正清，等.光電探測技術[M]，北京：電子工業出版社，1994，161。

　　

【正文】 錄（描繪出兩個通道波形）。 （ 7）緩慢調節脈沖寬度調節，增大輸入脈沖的脈沖信號的寬度，觀察示波器兩個通道信號的變化，并作出實驗記錄（描繪出兩個通道的波形）并進行分析。 （ 8）實驗完畢，關閉電源，拆除導線。 光電二極管光譜特性測試 當不同波長的入射光照到光電二極管上，光電二極管就有不同的靈敏度。本實驗儀采 用高亮度 LED（ 白 、 紅、橙、 黃、綠、藍、 紫 ）作為光源， 產生 400～630nm 離散光譜。 光譜響應度是光電探測器對單色入射輻射的響 應能力。定義為在波長 ? 的單位入射功率的照射下，光電探測器輸出的信號電壓或電流信號。即為 )( )()( ??? PVv ?? 或 )( )()( ??? PIi ?? 式中， )(?P 為波長為 ? 時的入射光功率； )(?V 為光電探測器在入射光功率 )(?P作用下的輸出信號電壓； )(?I 則為輸出用電流表示的輸出信號電流。 本實驗所采用的方法是基準探測器法，在相同光功率的輻射下，則有 15 )()( ?? ffUUK ??? 式中， fU 為基準探測器顯示的電壓值， K為基準電壓的放大倍數， )(?f? 為基準探測器的響應度。取在測試過程中 , fU 取相同值 ,則實驗所測測試的響應度大小由 )()( ?? fU??? 的大小確定 .下圖為基準探測器的光譜響應曲線。 010 200 400 600 800 1000 1200 1400 圖 8 基準探測器的光譜響應曲線 （ 1）組裝好光通路組件，將照度計顯示表頭與光通路組件照度計探頭輸出正負極對應相連（紅為正極，黑為負極），將光源調制單元 J4 與光通路組件光源接口使用彩排數據線相連。 （ 2）“光源驅動單元”的三擲開關 BM2 撥到“靜態特性”，將撥位開關 S1， S2，S4， S3， S5， S6， S7 均撥下。 （ 3）將直流電源正負極直接與電壓表相連，打開電源，調節電源電位器至電壓表為 10V，關閉電源。 （ 4）按 如圖 9連接電路圖， RL 取 RL10=100K 歐。 16 圖 9 （ 5）打開電源， 緩慢 調節光照度調節電位器到最大，依次將 S2， S3， S4， S5，S6， S7撥上后撥下，記下當上述開關撥向上時 ,照度計讀數最小時照度計的讀數E 作為參考。 （注意：請不要同時將兩個撥位開關撥上） （ 6） S2 撥上，緩慢調節電位器直到照度計顯示為 E，將電壓表測試所得的數據填入下表，再將 S2 撥下； （ 7）重復操作步驟（ 6），分別測試出橙，黃，綠，藍，紫在光照度 E 下電壓表的讀數，填入下表。 （ 8）根 據 所測試得到的數據，做 出 光電二極管 的光譜特性曲線 。 波長（ nm） 紅（ 630） 橙（ 605） 黃 (585) 綠（ 520） 藍（ 460） 紫（ 400） 基準響應度 光電流(U/R) 17 七．實驗結果 1 光電二極管暗電流特性 2．光電二極管光照特性 （ 1）圖 5條件下 光電二極管光照特性0501001502002503003500 200 400 600 800 1000光照度(LX)光生電流(uA)系列1 電源電壓（ V） 暗電流（ mA） 光照度（ Lx） 0 100 300 500 700 800 光生電流（ μ A） 0 493 257 295 314 00 5 10 15 20 25暗電流特性曲線電源電壓( V)暗電流(mA)暗電流（ mA） 18 （ 2）圖 6條件下 光電二極管光照特性0204060801001200 200 400 600 800 1000光照度(LX)光生電流(uA)系列1 光電二極管伏安特性 (1).500LX (2).300LX 光電二極管伏安特性012315 10 5 0偏壓（V）光電流（uA）光電流（uA）光電流（uA） 光照度（ Lx） 0 100 300 500 700 800 光生電流（ μ A） 0 10 40 60 90 100 偏壓（ V） 0 2 4 6 8 10 12 光生電流（ μ A） 0 偏壓（ V） 0 2 4 6 8 10 12 光生電流（ μ A） 0 19 光電二極管 時間響應特性 0 . 10 . 91t 上t 下t( a )( b ) （ a）入射光脈沖方波（ b）響應時間 光電二極管光譜特性測試 光電二極管光譜特性00 100 200 300 400 500 600 700波長（nm）光電流（uA）光電流 波長（ nm） 630 605 585 520 460 400 基準響應度 光電流(U/R)(uA) 20 八 ． 實驗總結 通過此次實驗，我們了解到了光電二極管結構，特性，和工作原理，認識到了光電器件在不同環境下的性質變化以及他們的基本運用，掌握了不少光電探測器件使用的知識。在此感謝老師的指導和教誨，我們一定會繼續努力學好光電探測，多動腦筋多思考，多動手多實踐，認真學習理論知識，以應對社會的發展，滿足企業的需要，爭取做出成績來，回饋母校，回報社會！ 九 .參考文獻 [1]楊小麗，光電子技術基礎，北京：北京郵電大學出版社， 20xx。 [2]Donald ，北京：電子工業出版社， 20xx。 [3]楊經國，等 .光電子技術，成都：四川大學出版社， 1990。 [4]梁萬國，等 .光電探測器的設計 [J]，半導體光電， 1998，（ 19）： 5155。 [5]王正清，等 .光電探測技術 [M]，北京：電子工業出版社， 1994， 161。 21