Описание экспериментальной установки

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

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

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

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), S_и(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?