光电探测器特性测试.pdf

光电探测器特性测试 王凤鹏 编写 实验教学目的： 1、学习常见光电光电探测器的工作原理和使用方法； 2、掌握光电二极管、光电池的光照度特性及其测试方法； 3、掌握光电二极管、光电池的伏安特性并其测试方法； 4、了解光照度的基本知识和测量原理、方法。 学生实验内容： 1、光电二极管的光照度特性测试 2、光电二极管伏安特性测试 3、光电池的光电特性测试 4、光电池负载特性测试 实验教学仪器： 光电二极管，电压源，发光二极管，光电池，照度计，电流表，电压表。 实验教学课时： 4 学时（其中讲授及演示 1 学时，学生实验及指导 3 学时） 实验教学方式： 理论讲授、指导学生实验，以指导为主，培养学生动手操作能力、独立思考能力和创新 能力。 教学重点： 光电效应及其分类、光电探测器特性的测试方法、光电探测器特性的意义。 实验教学内容： 一、实验原理 1、光电效应 光电探测器件的物理基础是光电效应。光电效应分为外光电效应和内光电效应两大类。 在光线作用下， 物体的电子逸出物体表面、 向外发射的现象称为外光电效应。 基于外光电效 应的光电器件有光电管、 光电倍增管等。 内光电效应是指光与物体内的电子作用后， 电子不 逸出物体外， 而是在物体内使导电率发生变化 （光电导效应）或产生电动势 （光生伏特效应） 的现象。 光敏电阻就是基于光电导效应的。 本实验所研究的光电二极管和光电池则是基于光 生伏特效应的光电探测器。 2、光电二极管工作原理和特性 光敏二极管是一种 PN 结单向导电性的结型光电器件， 在电路中通常工作在反向偏压状 态，其原理电路如图 5.1 所示。 光 - + P N P N 电场 势垒区 图 5.1 光电二极管工作原理 当无光照时，处于反偏的光电二极管工作在截止状态，这时只有少数载流子在反向偏 压的作用下，渡过阻挡层，形成微小的反向电流，这就是暗电流。 2 R = 0.9997 120 60 100 50 50Lx 80 ) A 100Lx A u u 40