Главная | Обратная связь

ВИЗНАЧЕННЯ ВОЛЬТ-АМПЕРНИХ і СВІТЛОВИХ ХАРАКТЕРИСТИК ФОТООПОРУ

Прилади і матеріали: фотоопір, освітлювач, реостат, мікроамперметр, вольтметр.

Мета роботи: визначити характеристики та параметри фото опору.

І. Теоретичні відомості

Фотоопір- це прилад, електричний опір якого залежить від його освітленості. До основних характеристик фотоопору відносяться вольт-амперні, світлові, спектральні, частотні характеристики.

Вольт-амперна характеристика виражає залежність фотоструму (за постійного світлового потоку Ф) або темнового струму І_т від напруги U. Для більшості фотоопорів у робочому режимі ця залежність практично лінійна. Під фотострумом розуміють різницю між світловим І_с і темновим І_т струмом:

І_ф = І_с - І_т. (1)

Світлова характеристика виражає залежність фотоструму від світлового потоку, що падає на фотоопір при постійній прикладеній напрузі. Світлові характеристики фотоопору нелінійні.

Питома чутливість К – відношення фотоструму до добутку падаючого світлового потоку Ф, який випромінюється джерелом світла з температурою 2850 К, який створює освітленість 200 лк, на прикладену до фотоопору напругу U:

K = I_ф/ФU - I_ф/ESU, (2)

де Е – освітленість фотоопору, S – площа приймаючої частини фотоопору.

Інтегральна чутливість - добуток питомої чутливості на граничну робочу напругу:

= КU_гран. (3)

Фотоопір (рис.1) складається з шару напівпровідника, який нанесений на підкладку з ізолятора 1, поміщеного між двома струмопровідними електродами 3. Приймальна площина фото опору, як правило, захищається плівкою прозорого лаку і виконується у вигляді квадрата, прямокутника або круга. В монокристалічних фотоопорах шар напівпровідника замінений монокристалом.

Рис.1. Будова фотоопору.

ІІ. Опис приладів і методика вимірювання

Робота виконується на експериментальній установці, схема якої приведена на рис. 2.

III. Завдання

Визначити параметри фото опору.

 

IV. Хід роботи

 

1. Зняти темнову вольт-амперну характеристику фото опору. Для цього, не вмикаючи джерела світла, зняти залежність струму І_т, який проходить через фото опір, в залежності від напруги, яка подається на фото опір. Результати вимірів занести в таблицю.

3. Ввімкнути джерело світла. При незмінній освітленості (віддаль від фотоелемента до джерела світла постійна), змінюючи напругу U, яка подається на фото опір, зняти значення сили струму І_ф.освітленого фотоопору.

Рис.2. Схема експериментальної установки, для визначення параметрів фото опору.

4. Побудувати графіки залежності темнового струму і фотоструму від напруги:

І_т = f(U)_E; I_ф= f(U)_E.

5. При постійній напрузі U для різних освітленостей: Е = І_с /l² виміряти значення струму І_ф.. Побудувати графік залежності фотоструму від освітленості:

I_ф= f(E)_U.

6. За однієї і тієї ж напруги U, яка подається на фотоопір, виміряти світловий струм І_с при освітленості Е=200 лк і темновий струм І_т через 20 с після припинення освітлення.

7. Розрахувати питому чутливість К за формулою (2).

Таблиця 1.

Результати вимірювань та обчислень

U, В	Е, лк	Іт, А	Iф, А	К

Завдання науково-дослідного характеру

Розрахувати інтегральну чутливість фотоопору.

 

V. Контрольні питання

1. Пояснити будову і принцип дії фотоопору.

2. Дати означення фотоефекту і написати рівняння Ейнштейна для фотоефекту.

3. Дати визначення вольт-амперної та світлової характеристики фото опору.

4. Що називається питомою та інтегральною чутливістю фотоопору?

 

 

Лабораторна робота № 115