基礎量測及實習
光敏電阻
班級:四機械三C 學號:4980H176
姓名:蔡亞倫
壹﹒實驗目的
一．瞭解光敏電阻CDS 的特性。
二．利用CDS 的特性，應用在一般的光控電路中。
貳﹒相關知識
光敏電阻器以硫化隔製成，所以簡稱為CDS，通常使用熱壓結晶 體之光電傳導零件，其特性有：
1. 光傳導零件之特性:
CDS 之相對靈敏度與照射光線之靈敏度有關，波長從5500 至 6500A(1A=1．10-8cm)之間有最大的靈敏度。
2. 照度特性：
在同樣之電壓下，照度愈強，光電流愈大，亦即是電阻愈小，適當 的添加雜質，便能使照度在小1~1000 lux(呎燭)範圍內保持與光電 流間的直線關係。
3. 時間響應特性:
光照射到零件，光電流達到正常值之63%的時間，稱為"上升時間"，
反之一，將光遮斷，而光電流減少為原來的63%之時間，則叫做"
衰弱時間"。一般其值為10 毫秒至數秒，若置於黑暗的時間較短而 有照度愈強，嚮應時間就有愈短之傾向，此外，負載電阻增大，則 上升時間就變短而衰弱時間就變長。
4. 溫度特性:
CDS 之禁帶寬度高達2.4eV(eV 為電子伏特) 故可以在-20°C～70°C，
之範圍內工作，當溫度上升，光靈敏度減少，在低照度時特別顯著。
5. 光敏電阻CDS 之符號如圖12-1 所示。
圖 12-1 光敏電阻符號
參﹒實習電路原理說明
在本實驗電路中，我們利用光敏電阻將光線之強弱變為電阻值之變 化，以達到光控制電路的目的，如圖12-2 為本實驗電路，此時CDS 是 在正常的光線照射下工作的，調整R1 使LED1 剛好由暗轉亮之程度，
因為CDS 之阻值不大，故電源電壓經CDS、R1 及R2 的分壓結果，使 Vb1 點有一電位存在，此Vb1 電壓足以使Q1 導通，故Vb2 點之電位 必然下降，且Q2 為PNP 電晶體，故一旦其B 極電壓(Vb)下降至低於 射極電壓(Vcc)一個VBE 偏壓時，Q2 便也導通了，所以LED1 便亮了。
圖 12-2 CDS 實驗電路
反之，用手遮住CDS 所受的光時，CDS 之阻值便增加了，促使 Vb1 電壓遽降，一旦Vb1 小於0.7V 時，Q1 便截止了，所以Vb2 電壓 便上升了，故Q2 的基極電壓增加，便使Q2 也跟著截止了，所以LED1 便跟著滅了，故CDS 受光時，LED1 亮，若CDS 沒有受光，則LED1 亦跟著滅了。
肆﹒實習儀器、設備
伍﹒實習步驟與記錄
1. 將KL-64009 模板置於主實驗器上。
2. 找到光敏電阻CDS 之兩端接點。
3. 用三用電表歐姆檔測量CDS 在正常光線下的電阻值為_______歐 姆。
4. 用手將CDS 遮蓋住，其電阻有何變化?_______ (增加或減少)，此 時CDS 之電阻值為_______歐姆。
5. 用一個60W 的燈泡照射到CDS 上其電阻值有何變化? _______ (增，
加或減少)，此時CDS 之電阻值為_______歐姆。
6. 你能否利用CDS 設計一個簡單的自動點燈電路嗎。
7. 接上直流電源，並打開主實驗器電源，
8. 將KL-62001 主實驗器上，SELECT 區，MANUAL/SINGLE CHIP 之MANUAL 接GND。並將 STATUS DISPLAY & DCV，MODE 切 在DCV，RANGE 切在20V。
9. 調整R1，使 LED 正好是亮的，此時用電壓表測量電路上之Vb1、
Vb2、Vo23 三點的電壓值，並將此三值記錄於下表18-1 中。
10.手遮住 CDS 受光的來源，使CDS 沒有受到光，此時LED1 是亮的 或減了?並測量Vb1、Vb2、Vo23 三點的電壓，且記錄於下表中。
11.動動你的頭腦若把CDS 與R1 及R2 位置互換則當CDS 受光時 LED1 是亮的或是滅的?
12.在本實驗中，在正常的光線下所量得的CDS 值，大約在百歐姆之間，
有時高達2KΩ左右，這要視測量時的環境而定。用手遮蓋住 CDS時，
則CDS 值會增加，可能高達數千歐姆之間，若用60W 的燈泡照射下，則CDS 值 便下降到數十歐姆之間。所以我們可以得知，CDS 是一種受光控制的電阻，當 光線增強時，其電阻會下降，反之光線減弱時，其電阻值會增加。
狀態 Vb1Vb1Vb1Vb1點 Vb2Vb2Vb2Vb2點 Vo23Vo23Vo23Vo23點 LED1LED1LED1LED1狀態
CDS CDS CDS
CDS 受光 0.7V 4.15V 2.92V 亮的
CDS CDS CDS
CDS 未受光 0.4V 4.98V 0.03V 不亮的
由實驗結果得知，當CDS 受光時，Vb1 有0.7V，故 Q1 有了偏壓 而導通，故Vb2 點電壓VB 下降，所以Q2 之VBE 有了0.85V(Vcc-VB=
5-4.15 = 0.85V)的偏壓而導電，所以有電流流經 LED1，因此 LED1 亮 了。
當用手遮住CDS 的光時，使CDS 之阻值增加，促使Vb1 點之電 壓下降為0.4V(因 Vb1 點電壓為CDS 與R1 及R2 串聯分壓的)，此電 壓不足以使Q1 導電，故Vb2 點電壓上升至接近電源電壓，因此Q2 之 偏壓亦不足了，只有0.02V 而已(Vcc-Vb2=5V-4.98V=0.02V)，所以Q2 被截止了，故LED1 沒有電流流過，因此LED1 不亮了。
光敏電阻能將光線之強弱轉變為電阻值之變化，這在自動控制上，
用途十分的廣泛，只要學者動動腦，必定可以設計出更多的控制電路。
比如將LED 改裝為學者學過的繼電器，再利用繼電器的接點去控制其
他的電路，如此亦可達到光控的作用了。
六 . 心得寫作
這堂課讓我了解光敏電阻的特性，可以利用光的強弱變為電阻值之變化來控制電 路的目的，還有它可以應用在哪些物體上，讓我覺得很神奇，因為這類課以 前也都沒接觸過，剛開始上也不是馬上就聽得懂，但有TA在旁邊可以詢問跟教 導，讓我慢慢的進入狀況，開始懂了裡面的用法跟有些一些指令，增加我對這 堂課學習的意願。
