Фоторезистор (рис. 4.4) состоит из диэлектрической пластины 1, на которую нанесен слой светочувствительного полупроводникового вещества 2. С противоположных сторон этого слоя укреплены электроды 3. Для защиты от механических воздействий фоторезистор запрессовывается в пластмассовую оправу с прозрачным окном, штырьки которой соединены с его электродами.
В лабораторной установке фоторезистор располагается внутри темновой камеры на специальной панели. Рядом размещается фотоэлемент, являющийся датчиком люксметра – прибора, измеряющего освещенность. В противоположном конце камеры на одинаковом расстоянии от фоторезистора и фотоэлемента помещен источник света с регулируемым световым потоком. Ручка регулятора потока расположена на лицевой панели установки. Там же указаны облучаемая площадь и темновое сопротивление фоторезистора. Для измерения сопротивления и тока фоторезистора используется универсальный цифровой вольтметр. Вольтамперные характеристики снимают по схеме рис. 2.5.
Порядок проведения работы.
3.1 Определение зависимости сопротивления фоторезистора от освещенности.
Подготовить цифровой вольтметр к измерению сопротивлений, для чего переключатель рода работ установить в положение «R», предел измерения – «10 мОм». Подключить цифровой вольтметр к клеммам фоторезистора, расположенным на правой боковой панели лабораторной установки.
Подать напряжение на стенд, переведя тумблер питания, расположенный на лицевой панели, в положение «Вкл». Изменяя освещенность регулятором на лицевой панели в соответствии со значениями в табл. 4.1, измерить и занести в табл. 4.1 сопротивление фоторезистора.
Таблица 4.1
| E | лк | 0 | 5 | 10 | 25 | 50 | 75 | 100 | 125 | 150 |
| R | мОм | Rт | ||||||||
| b=Rт/R | – |
3.2 Снятие семейства вольтамперных характеристик фоторезистора.
Собрать схему в соответствии с рис. 2.5. Подготовить цифровой вольтметр к измерению тока, для чего переключатель рода работ поставить в положение «мкА», предел измерения «100». Установить освещенность Е = 10 лк. Изменяя напряжение на выходе источника постоянного напряжения от 0 до 30 В (через 5 В), измерить и занести в табл. 4.2 значения тока через фоторезистор. Повторить опыт при значениях освещенности 15, 25 лк. Темновой ток (при Е = 0) рассчитать по закону Ома: 
Таблица 4.2
| E = 0 | Е= 10 лк | Е =15 лк | Е = 25 лк | |||||||
| U | Io | I | Iф | Sи | I | Iф | Sи | I | Iф | Sи |
| В | мкА | мкА | мкА | мкА/лм×В | мкА | мкА | мкА/лм×В | мкА | мкА | мкА/лм×В |
| 0 | ||||||||||
| … | ||||||||||
| 30 | ||||||||||
3.3 Определение зависимости интегральной чувствительности фоторезистора от величины освещенности.
Зависимость S и ( E ) определяется по схеме предыдущего опыта при неизменном значении напряжения U = 25 В. Результаты опыта и расчетов занести в табл. 4.3.
Таблица 4.3
| E | лк | 0 | 10 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 150 |
| I | мкА | |||||||||
| Iф | мкА | |||||||||
| Sи | мкА/лм×В |
Оформление отчета
1. Привести схемы экспериментальных установок, данные измерительных приборов и исследуемого фоторезистора.
2. Оформить таблицы с результатами измерений и вычислений. При расчетах использовать формулы (4.1), (4.2).
3. Построить графики R(E), Sи(E) и семейство ВАХ U(I) фоторезистора при освещенностях Е = 10, 15, 25 лк.
4. Сделать краткие выводы по результатам проведенных исследований.
Контрольные вопросы
1. Что такое фоторезистор, из каких материалов его изготавливают?
2. Чем обусловлена фотопроводимость полупроводников?
3. В чем отличие между внутренним и внешним фотоэффектом?
4. Что такое темновое сопротивление, от чего зависит его величина?
5. Что понимают под интегральной чувствительностью фоторезистора?
6. Что такое световая характеристика? В чем причина ее нелинейности?
7. Почему ВАХ фоторезистора при постоянной освещенности линейна?
8. В чем основные недостатки фоторезисторов?
Дата: 2019-07-24, просмотров: 212.
