（4）作出光照度—短路电流特性曲线。
七、实验报告要求
1、根据实验测试记录，在坐标纸上画出光照度—开路电压特性曲线和光照度—短路电流特性曲线图，并分析实验现象。
2、写出完成本次实验后的心得体会以及对本次实验的改进意见。
八、思考题
比较光照度-开路电压和光照度-短路电流曲线的异同，并对两条曲线进行分析。
实验（五） 光电池伏安特性测试
一、实验目的
1、加深对光电池的工作原理的理解；
2、进一步熟悉光电池的基本应用；
3、理解光电池的伏安特性并掌握其测试方法。
二、实验内容
光电池在照度一定的情况下的输出电流与电压随负载变化的关系测试。
三、实验仪器
1、光电探测原理实验箱 1 台
2、连接导线 干
四、实验原理
相同照度下，光电池的输出电流和电压会随负载的变化而变化。
五、实验注意事项
1、电压表选择2V档，电流表选择200μA档； 2、连线之前保证电源关闭。
六、实验步骤
实验装置原理框图如图5.1所示。
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若
图 5.1
1、负载选择RL1=2.4KΩ。将“光电池电压输出＋”端与电阻RL1任一端连接，电阻RL1另一端与电流表“＋”端相连，电流表“－”端与“光电池电压输出－”端相连，再将电压表两端与“光电池电压输出”两端用导线相连接（注意极性不要接反）。“光照度调节”旋钮逆时针调节至最小值位置。将电压表选择2V档，电流表选择200μA档。
2、打开电源，将光照度调节至50Lx，记录电流表和电压表读数，填入表5.1。 3、将负载Ｒ换成分别换成RL2、RL3、R1和R2，阻值分别为5.6 KΩ、10 KΩ、51KΩ和100 KΩ，重复步骤1和2，分别记录电流表和电压表的读数，填入表5.1。关闭电源。
负载（Ω） 电流（μA） 电压（mV） 2.4Ｋ（RL1） 5.6Ｋ（RL2） 10Ｋ（RL3） 51Ｋ（R1） 100Ｋ（R2） 表 5.1
4、作出光电池的光生电流和光生电压随负载变化的V-I曲线。
5、改变光照度为100Lx、200Lx、300Lx，重复上述步骤，分别填写表5.2、5.3和5.4。 6、比较四条曲线有什么不同，并分析原因。 负载（Ω） 电流（μA） 电压（mV） 负载（Ω） 电流（μA） 电压（mV） 负载
2.4Ｋ（RL1） 5.6Ｋ（RL2） 10Ｋ（RL3） 表 5.2
10Ｋ（RL3） 表 5.3 10Ｋ20
51Ｋ（R1） 100Ｋ（R2） 2.4Ｋ（RL1） 5.6Ｋ（RL2） 51Ｋ（R1） 100Ｋ（R2） 2.4Ｋ5.6Ｋ51Ｋ100Ｋ（Ω） 电流（μA） 电压（mV） （RL1） （RL2） （RL3） （R1） （R2） 表 5.4
7、实验完毕，关闭电源，拆除所有连线。
七、实验报告要求
1、根据实验测试记录，在坐标纸上画出各伏安特性曲线图，并分析实验现象。 2、写出完成本次实验后的心得体会以及对本次实验的改进意见。
八、思考题
对不同照度下的四条伏安特性曲线进行分析比较，看看有什么区别？产生这些区别的原因是什么？
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实验三 光电探测器直流特性测试
一、实验目的
了解光电探测器直流参数与光波长的关系。
二、实验内容
测试PIN光电探测的暗电流与光谱响应曲线。
三、实验仪器
1、Si光电探测器 1只
2、卤素灯光源 1台
3、万用表 2台
4、单色仪 1台
四、实验原理
量子效率和暗电流是PIN光探测器性能的重要参数。
量子效率η的定义为在入射光的作用下，PIN管产生的电子－空穴对与入射光子数的比值。它与材料的吸收系数α和吸收层的厚度有关。Α越大，吸收层越厚则η就越高。但是量子效率无法直接测量，一般是通过测量响应度R来描述的。
光谱响应是光探测器对单色入射光辐射的响应能力。电压光谱响应度RV(λ)定义为在波长为λ的单位入射辐射功率的照度下，光电探测器输出的信号电压，用公式表示为：
RV(?)?V(?)/P(?)
而光电探测器在波长为λ的单位入射辐射功率的照度下，光电探测器输出的信号电流叫做光电探测器的电流光谱响应度，用公式表示为：
RI(?)?I(?)/P(?)
式中，P(λ)是波长为λ时的入射光功率，V(λ)是光电探测器在入射光功率P(λ)作用下的输出信号电压。I(λ)为输出信号电流。为简单起见，电流光谱响应特性和电压光谱响应特性都简称为光电探测器的光谱响应特性。显然，由于两者具有不同的量纲，在具体计算时应该区别对待。
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图1 光谱响应曲线
通常，测量光电探测器的光谱响应多用单色仪对辐射源的辐射功率进行分光得到不同波长的单色辐射，然后测量在各种波长辐照下，探测器输出的电信号。然而，由于实际光源的辐射功率是波长的函数，因此在测量时应该确定单色辐射功率P(λ)。
??RhC/(e?)
式中，C为真空中的光速，λ为入射光波长，e为电子电荷量，h为普朗克常数，响应度R定义为单位入射光功率作用到探测器后，在外电路产生的电流IP与入射光功率P的比值。
R?Ip/P
不同材料半导体探测器，对不同波长的入射光有不同的吸收系数，从而在规定的反向偏压下，不同波长的恒定功率入射光，可能产生不同的响应度。波长与响应度的关系，即为光谱响应特性曲线，定义该曲线相应于峰值的10％处对应两个波长之间的间隔为光谱响应范围。
光探测器的暗电流为无光照入射时由光探测器自身热噪声所引起的光电流，记为Id。
五、实验步骤
本实验测试PIN光电探测器的暗电流与光谱响应曲线。实验测试系统框图如下图：
电流表 电光 单 + 源 源 光电探测器 直流电压源 色 仪 R -
图2 光电探测器光谱特性测试框图
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