329 半导体的光敏特性

当被光照射时，半导体的电阻值迅速减小，这叫做半导体的光敏特性。将光敏半导体串联在有电源的电路中，有光照射半导体时，电路中的电流随光照度的增大而增大。电流随光照度变化的规律如图(a)所示。

329 半导体的光敏特性 - 图1

方法一

器材光敏电阻（RL 型），演示电表，低压直流电源，光源，电键，导线等。

操作

如图(b)连接电路。RL 为光敏电阻，演示电表用“G”档。
合上电键K，在无光照射 RL 时，电表的指针几乎不动，说明电路中电流很

小。

用光源（如手电筒）照射 RL，可看到电表指针发生偏转。说明光敏电阻被

光照射时电阻明显减小，电路中电流显著增大。

将光源靠近光敏电阻，增大光的照度，可看到电表指针偏角增大。说明光敏电阻的阻值随光照度的增加而减小。

建议如果限于电表的灵敏度不能很好地显示电路中电流的变化，可加接一

329 半导体的光敏特性 - 图2 个直流效大器。图(c)、图(d)、图(e)分别为一级、二级、三级直流放大器的电路，图(c)中电阻R、R1、R2、电位器W2 和晶体管BG 构成一个电桥。电表和变阻器W1 串接在电桥的对角线PQ 上。当 n、m 之间无电流时，调节 W2，使电桥平衡。当 n、m 之间有较小电流通过时，使三极管集电极电流增大，从而使 P 点电位下降，破坏了电桥的平衡，电表中有较大电流通过。图(e)和图(d)电路原理相同，只是增加了电流放大的级数，使电表的灵敏度更高了。和电表串联的变阻器W1 可改变电表的量程。

方法二

器材光电二极管（2CU1 型），演示电表，直流低压电源，电键，光源，导线等。

操作

如图(a)连接电路。合上电键，无光照射光电二极管DL 时，电表指针几乎

329 半导体的光敏特性 - 图3 不动。说明电路中电流很小，无光照射DL 的反向电阻很大。

用较强的光源照射DL，可看到电表指针立即发生偏转。说明光电二极管受光照射后，反向电阻明显减小。
将光源靠近二极管，可看到电表指针偏转角增大。说明电流随光照度的增

大而增大。

移开光源或用手遮挡光线，电表的指针又回到零点。

注意

光电二极管务必反向接入电路中。因为光电二极管同样具有单向导电性，正向接入电路中时电阻很小，电路中电流将很大。它反向接入电路而无光照射时，电阻很大（加上 10—50V 的反向电压时，最大电流不超过 0.2μA）。有光照射时，电阻明显减小，反向电流可达 80μA 以上。
如实验现象不够明显，同样可加接直流放大器（见方法一的建议部分）。

说明

2CU 管的外型与管脚及符号见图(b)。管壳顶端有一个让光线射入的窗口，窗口上有一个凸透镜。光线通过窗口经凸透镜会聚就射到管芯的PN 结上。
光照时电流增加的原因是PN 结上产生了新的电子一空穴对，从而导电性能增加，PN 结反向电阻减小，说明半导体PN 结具有光敏特性。
2CU1 型效果比 2CU2 型好。若使用 2CU2 型，可用手电筒光经凸透镜会聚后进行照射。
用万用表粗略检验 2CU 管的方法：将万用表拨至R×1K 档。红黑表棒先分别接 2CU 的正极和负极。表的偏转应很小，电阻读数一般在 200KΩ以上，再用手电筒照射光电管的窗口，表针偏转应立即加大，光线越强，光电管的反向电阻越小，可降至几千欧，甚至几百欧。关掉手电筒，表针恢复原来最高阻值。最后将红黑表棒对换，测 2CU 的正向电阻，读数约几千欧，且不随光照强弱而改变。