1、- 1 - / 15APD 光電二極管綜合實(shí)驗(yàn)儀GCAPD-B實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)指指導(dǎo)導(dǎo)書書(V1.0)(V1.0)武漢光馳科技有限公司武漢光馳科技有限公司W(wǎng)UHAN GUANGCHI TECHNOLOGY CO.,LTD目目 錄錄第一章第一章 APDAPD 光電二極管綜合實(shí)驗(yàn)儀說(shuō)明光電二極管綜合實(shí)驗(yàn)儀說(shuō)明 .- - 3 3 - -1 1、電子電路部分結(jié)構(gòu)分布、電子電路部分結(jié)構(gòu)分布.- - 3 3 - -2 2、光通路組件、光通路組件.- - 4 4 - -第二章第二章 APDAPD 光電二極管特性測(cè)試光電二極管特性測(cè)試 .- - 5 5 - -1 1、APDAPD 光電二極管暗電流測(cè)試光電二極管暗電流

2、測(cè)試 .- - 7 7 - -2 2、APDAPD 光電二極管光電流測(cè)試光電二極管光電流測(cè)試 .- - 8 8 - -3 3、APDAPD 光電二極管伏安特性光電二極管伏安特性 .- - 8 8 - -4 4、APDAPD 光電二極管雪崩電壓測(cè)試光電二極管雪崩電壓測(cè)試 .- - 9 9 - -5 5、APDAPD 光電二極管光照特性光電二極管光照特性 .- - 9 9 - -6 6、APDAPD 光電二極管時(shí)間響應(yīng)特性測(cè)試光電二極管時(shí)間響應(yīng)特性測(cè)試 .- - 1010 - -7 7、APDAPD 光電二極管光譜特性測(cè)試光電二極管光譜特性測(cè)試 .- - 1010 - -第一章第一章 APDAPD

3、 光電二極管綜合實(shí)驗(yàn)儀說(shuō)明光電二極管綜合實(shí)驗(yàn)儀說(shuō)明一、產(chǎn)品介紹一、產(chǎn)品介紹雪崩光電二極管的特點(diǎn)是高速響應(yīng)性和放大功能。雪崩光電二極管(APD)的基片材料可采用硅和鍺等材料。其結(jié)構(gòu)是在 n 型基片上制作 p 層，然后在配置上 p+層。一般上部的電極制作成環(huán)狀，這是考慮到能獲得穩(wěn)定的“雪崩”效應(yīng)。外來(lái)的光線通過(guò)薄的p+層，然后被 p 層吸收，從而產(chǎn)生了電子和空穴。由于在 p 層上存在著 105V/cm 的電場(chǎng)，因此位于價(jià)帶的電子被沖擊離子化后，產(chǎn)生雪崩倍增效應(yīng)，電子和空穴不斷產(chǎn)生。這種元件可以用作 0.8m 范圍的光纖通信的受光裝置和光磁盤的受光期間還，能夠有效地處理微弱光線的問(wèn)題，當(dāng)量子效率為

4、68%以上時(shí)，可得到大于 300MHz 的高速響應(yīng)。工作電壓小于 180V 時(shí)，則暗電流僅為 0.3nA。采用鍺的 APD 所使用的波長(zhǎng)范圍接近于 1m,由于它專用于光纖通信，所以其響應(yīng)速度高達(dá) 600MHz 以上，偏壓 30V 以下時(shí)，可獲得高于 55%的量子效率。暗電流很大，為 0.5uA 左右。GCAPD-B 型 APD 雪崩光電二極管綜合實(shí)驗(yàn)儀主要研究 APD 光電二極管的基本特性，如光電流、暗電流、光照特性、光譜特性、伏安特性及時(shí)間相應(yīng)特性等，以及這種光敏器件與其它光電器件的應(yīng)用差別。二、實(shí)驗(yàn)儀說(shuō)明二、實(shí)驗(yàn)儀說(shuō)明1 1、電子電路部分結(jié)構(gòu)分布、電子電路部分結(jié)構(gòu)分布電子電路部分功能說(shuō)明（

5、1）電壓表：獨(dú)立電壓表，可切換三檔，200mV，2V，20V，通過(guò)撥段開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，白色所指示的位置即為所對(duì)應(yīng)的檔位。 “+” “-”分別對(duì)應(yīng)電壓表的“正” “負(fù)”輸入極。（2）電流表：獨(dú)立電流表，可切換四檔，200uA，2mA，20mA，200mA 通過(guò)撥段開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，白色所指示的位置即為所對(duì)應(yīng)的檔位?！?” “-”分別對(duì)應(yīng)電壓表的“正” “負(fù)”輸入極。（3）照度計(jì)電源：紅色為照度計(jì)電源正極，黑色為照度計(jì)電源負(fù)極。（）直流電源：0200V 可調(diào)， “0200V”為直流電源的正極，另一端為負(fù)極。（）信號(hào)測(cè)試單元：TP1：與 T1 直接相連 TP2：與 T2 直接相連 TP ：光脈沖調(diào)制信號(hào)測(cè)

6、試端 注：信號(hào)測(cè)試單元的 GND 與直流電源 0200V 不共地。 2 2、光通路組件、光通路組件面光源分光鏡余弦校正器光電探測(cè)器照度計(jì)探頭光電流輸出端光調(diào)制控制輸入端照度計(jì)存放區(qū)連接線纜存放區(qū)濾色片此處可拆卸光器件輸出端待測(cè)光器件圖 1 光電二三極管光通路組件功能說(shuō)明：分光鏡：50%透過(guò) 50%反射鏡，將平行光一半給照度計(jì)探頭，一半給等測(cè)光器件，實(shí)驗(yàn)測(cè)試方便簡(jiǎn)單，照度計(jì)可實(shí)時(shí)檢測(cè)出等測(cè)器件所接收的光照度。光器件輸出端：紅色APD 光電二極管“P”極 黑色APD 光電二極管“N”極第二章第二章 APDAPD 光電二極管特性測(cè)試光電二極管特性測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)掌握 APD 光電

7、二極管的工作原理2、學(xué)習(xí)掌握 APD 光電二極管的基本特性3、掌握 APD 光電二極管特性測(cè)試方法4、了解 APD 光電二極管的基本應(yīng)用二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、APD 光電二極管暗電流測(cè)試實(shí)驗(yàn)2、APD 光電二極管光電流測(cè)試實(shí)驗(yàn)3、APD 光電二極管伏安特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)4、APD 光電二極管雪崩電壓測(cè)試實(shí)驗(yàn)5、APD 光電二極管光電特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)6、APD 光電二極管時(shí)間響應(yīng)特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)7、APD 光電二極管光譜特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)儀器三、實(shí)驗(yàn)儀器1、光電探測(cè)綜合實(shí)驗(yàn)儀 1 個(gè)2、光通路組件 1 套3、光照度計(jì) 1 臺(tái)4、光敏電阻及封裝組件 1 套5、2#迭插頭對(duì)（紅色，50cm） 10 根6、

8、2#迭插頭對(duì)（黑色，50cm） 10 根7、三相電源線 1 根8、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 1 本9、示波器 1 臺(tái)四、實(shí)驗(yàn)原理四、實(shí)驗(yàn)原理雪崩光電二極管 APDAvalanche Photodiode 是具有內(nèi)部增益的光檢測(cè)器，它可以用來(lái)檢測(cè)微弱光信號(hào)并獲得較大的輸出光電流。雪崩光電二極管能夠獲得內(nèi)部增益是基于碰撞電離效應(yīng)。當(dāng) PN 結(jié)上加高的反向偏壓時(shí)，耗盡層的電場(chǎng)很強(qiáng)，光生載流子經(jīng)過(guò)時(shí)就會(huì)被電場(chǎng)加速，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度足夠高(約3x105Vcm)時(shí)，光生載流子獲得很大的動(dòng)能，它們?cè)诟咚龠\(yùn)動(dòng)中與半導(dǎo)體晶格碰撞，使晶體中的原子電離，從而激發(fā)出新的電子一空穴對(duì)，這種現(xiàn)象稱為碰撞電離。碰撞電離產(chǎn)生的電子一空穴對(duì)在強(qiáng)電

9、場(chǎng)作用下同樣又被加速，重復(fù)前一過(guò)程，這樣多次碰撞電離的結(jié)果使載流子迅速增加，電流也迅速增大，這個(gè)物理過(guò)程稱為雪崩倍增效應(yīng)。圖 6-1 為 APD 的一種結(jié)構(gòu)。外側(cè)與電極接觸的 P 區(qū)和 N 區(qū)都進(jìn)行了重?fù)诫s，分別以P+和 N+表示；在 I 區(qū)和 N+區(qū)中間是寬度較窄的另一層 P 區(qū)。APD 工作在大的反偏壓下，當(dāng)反偏壓加大到某一值后，耗盡層從 N+-P 結(jié)區(qū)一直擴(kuò)展(或稱拉通)到 P+區(qū)，包括了中間的 P 層區(qū)和 I 區(qū)。圖 6-1 的結(jié)構(gòu)為拉通型 APD 的結(jié)構(gòu)。從圖中可以看到，電場(chǎng)在 I 區(qū)分布較弱，而在 N+-P 區(qū)分布較強(qiáng)，碰撞電離區(qū)即雪崩區(qū)就在 N+-P 區(qū)。盡管 I 區(qū)的電場(chǎng)比 N

10、+-P 區(qū)低得多，但也足夠高(可達(dá) 2x104Vcm)，可以保證載流子達(dá)到飽和漂移速度。當(dāng)入射光照射時(shí)，由于雪崩區(qū)較窄，不能充分吸收光子，相當(dāng)多的光子進(jìn)入了 I 區(qū)。I區(qū)很寬，可以充分吸收光子，提高光電轉(zhuǎn)換效率。我們把 I 區(qū)吸收光子產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)稱為初級(jí)電子-空穴對(duì)。在電場(chǎng)的作用下，初級(jí)光生電子從 I 區(qū)向雪崩區(qū)漂移，并在雪崩區(qū)產(chǎn)生雪崩倍增；而所有的初級(jí)空穴則直接被 P+層吸收。在雪崩區(qū)通過(guò)碰撞電離產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)稱為二次電子-空穴對(duì)?？梢?，I 區(qū)仍然作為吸收光信號(hào)的區(qū)域并產(chǎn)生初級(jí)光生電子-空穴對(duì)，此外它還具有分離初級(jí)電子和空穴的作用，初級(jí)電子在N+-P 區(qū)通過(guò)碰撞電離形成更多的電子-

11、空穴對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)初級(jí)光電流的放大作用。圖 6-1 APD 的結(jié)構(gòu)及電場(chǎng)分布碰撞電離產(chǎn)生的雪崩倍增過(guò)程本質(zhì)上是統(tǒng)計(jì)性的，即為一個(gè)復(fù)雜的隨機(jī)過(guò)程。每一個(gè)初級(jí)光生電子-空穴對(duì)在什么位置產(chǎn)生，在什么位置發(fā)生碰撞電離，總共碰撞出多少二次電子一空穴對(duì)，這些都是隨機(jī)的。因此與 PIN 光電二極管相比，APD 的特性較為復(fù)雜。APD 的雪崩倍增因子 M 定義為：M=IP/IP0式中：IP 是 APD 的輸出平均電流；IP0是平均初級(jí)光生電流。從定義可見，倍增因子是 APD 的電流增益系數(shù)。由于雪崩倍增過(guò)程是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程，因而倍增因子是在一個(gè)平均之上隨機(jī)起伏的量，雪崩倍增因子 M 的定義應(yīng)理解為統(tǒng)計(jì)平均倍增因

12、子。M 隨反偏壓的增大而增大，隨 W 的增加按指數(shù)增長(zhǎng)。APD 的噪聲包括量子噪聲、暗電流噪聲、漏電流噪聲、熱噪聲和附加的倍增噪聲。倍增噪聲是 APD 中的主要噪聲。倍增噪聲的產(chǎn)生主要與兩個(gè)過(guò)程有關(guān)，即光子被吸收產(chǎn)生初級(jí)電子-空穴對(duì)的隨機(jī)性以及在增益區(qū)產(chǎn)生二次電子-空穴對(duì)的隨機(jī)性。這兩個(gè)過(guò)程都是不能準(zhǔn)確測(cè)定的，因此 APD 倍增因子只能是一個(gè)統(tǒng)計(jì)平均的概念，表示為，它是一個(gè)復(fù)雜的隨機(jī)函數(shù)。由于 APD 具有電流增益，所以 APD 的響度比 PIN 的響應(yīng)度大大提高，有R0=(IP/P)=(qhf)量子效率只與初級(jí)光生載流子數(shù)目有關(guān)，不涉及倍增問(wèn)題，故量子效率值總是小于1。APD 的線性工作范圍

13、沒有 PIN 寬，它適宜于檢測(cè)微弱光信號(hào)。當(dāng)光功率達(dá)到幾 uW以上時(shí)，輸出電流和入射光功率之間的線性關(guān)系變壞，能夠達(dá)到的最大倍增增益也降低了，即產(chǎn)生了飽和現(xiàn)象。 、APD 的這種非線性轉(zhuǎn)換的原因與 PIN 類似，主要是器件上的偏壓不能保持恒定。由于偏壓降低，使得雪崩區(qū)變窄，倍增因子隨之下降，這種影響比 PIN 的情況更明顯。它使得數(shù)字信號(hào)脈沖幅度產(chǎn)生壓縮，或使模擬信號(hào)產(chǎn)生波形畸變，應(yīng)設(shè)法避免。在低偏壓下，APD 沒有倍增效應(yīng)。當(dāng)偏壓升高時(shí)，產(chǎn)生倍增效應(yīng)，輸出信號(hào)電流增大。當(dāng)反向偏壓接近某一電壓 VB時(shí)，電流倍增最大，此時(shí)稱 APD 被擊穿，電壓 VB稱作擊穿電壓。如果反偏壓進(jìn)一步提高，則雪崩擊

14、穿電流使器件對(duì)光生載流子變的越來(lái)越不敏感。因此 APD 的偏置電壓接近擊穿電壓，一般在數(shù)十伏到數(shù)百伏。須注意的是擊穿電壓并非是 APD 的破壞電壓，撤去該電壓后 APD 仍能正常工作。APD 的暗電流有初級(jí)暗電流和倍增后的暗電流之分，它隨倍增因子的增加而增加；此外還有漏電流，漏電流沒有經(jīng)過(guò)倍增。APD 的響應(yīng)速度主要取決于載流子完成倍增過(guò)程所需要的時(shí)間，載流子越過(guò)耗盡層所需的渡越時(shí)間以及二極管結(jié)電容和負(fù)載電阻的 RC 時(shí)間常數(shù)等因素。而渡越時(shí)間的影響相對(duì)比較大，其余因素可通過(guò)改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使影響減至很小。五、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備五、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1、實(shí)驗(yàn)之前，請(qǐng)仔細(xì)閱讀光電探測(cè)綜合實(shí)驗(yàn)儀說(shuō)明，弄清實(shí)驗(yàn)箱各部分的功

15、能及撥位開關(guān)的意義；2、當(dāng)電壓表和電流表顯示為“1”是說(shuō)明超過(guò)量程，應(yīng)更換為合適量程。3、連線之前保證電源關(guān)閉。4、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，請(qǐng)勿同時(shí)撥開兩種或兩種以上的光源開關(guān)，這樣會(huì)造成實(shí)驗(yàn)所測(cè)試的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。六、實(shí)驗(yàn)步驟六、實(shí)驗(yàn)步驟1 1、APDAPD 光電二極管暗電流測(cè)試光電二極管暗電流測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置原理框圖如圖 6-2 所示 圖 6-2（1）組裝好光通路組件，將照度計(jì)與照度計(jì)探頭輸出正負(fù)極對(duì)應(yīng)相連（紅為正極，黑為負(fù)極） ，將照度計(jì)電源線與面板上的照度計(jì)電源正負(fù)極對(duì)應(yīng)相連（紅為正極，黑為負(fù)極） ，將光源調(diào)制單元 J4 與光通路組件光源接口用彩排數(shù)據(jù)線相連。（2）將將三擲開關(guān) BM2 撥到“靜態(tài)” ，將

16、撥位開關(guān) S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7 均撥下。（3） “光照度調(diào)節(jié)”調(diào)到最小，連接好光照度計(jì)，直流電源調(diào)至最小，打開照度計(jì)，此時(shí)照度計(jì)的讀數(shù)應(yīng)為0。（4）按圖 6-2 所示的電路連接電路圖，直流電源選擇電源 1,負(fù)載 RL 選擇RL11=100K 歐,電流表選擇 200uA 檔。（5）打開電源開關(guān)，緩慢調(diào)節(jié)直流電源 1,直到微安表顯示有讀數(shù)為止,記錄此時(shí)電壓表 U 和電流表的讀數(shù) I.I 即為 APD 光電二極管在 U 偏壓下的暗電流。( (注注: :在測(cè)試暗電流時(shí)在測(cè)試暗電流時(shí), ,應(yīng)先將光電器件置于黑暗環(huán)境中應(yīng)先將光電器件置于黑暗環(huán)境中 3030 分鐘以上分鐘以上, ,否則測(cè)

17、試過(guò)程否則測(cè)試過(guò)程中電壓表需一段時(shí)間后才可穩(wěn)定中電壓表需一段時(shí)間后才可穩(wěn)定) )（6）實(shí)驗(yàn)完畢，直流電源調(diào)至最小,關(guān)閉電源，拆除所有連線。2 2、APDAPD 光電二極管光電流測(cè)試光電二極管光電流測(cè)試（1）組裝好光通路組件，將照度計(jì)與照度計(jì)探頭輸出正負(fù)極對(duì)應(yīng)相連（紅為正極，黑為負(fù)極） ，將照度計(jì)電源線與面板上的照度計(jì)電源正負(fù)極對(duì)應(yīng)相連（紅為正極，黑為負(fù)極） ，將光源調(diào)制單元 J4 與光通路組件光源接口用彩排數(shù)據(jù)線相連。（2）將將三擲開關(guān) BM2 撥到“靜態(tài)” ，將撥位開關(guān) S1 撥上，S2，S3，S4，S5，S6，S7 均撥下。（3）按圖 6-2 所示的電路連接電路圖，直流電源選擇電源 1,負(fù)

18、載 RL 選擇RL11=100K 歐,電流表選擇 200uA 檔.（4）打開電源，緩慢調(diào)節(jié)光照度調(diào)節(jié)電位器，直到光照為 300lx（約為環(huán)境光照） ，緩慢調(diào)節(jié)直流電源電位器,直到微安表顯示有讀數(shù)有較大變化為止,記錄此時(shí)電壓表 U 和電流表的讀數(shù) I.I 即為 APD 光電二極管在 U 偏壓下的光電流.（5）實(shí)驗(yàn)完畢，將光照度調(diào)至最小，直流電源調(diào)至最小，關(guān)閉電源，拆除所有連線。3 3、APDAPD 光電二極管伏安特性光電二極管伏安特性（1）組裝好光通路組件，將照度計(jì)與照度計(jì)探頭輸出正負(fù)極對(duì)應(yīng)相連（紅為正極，黑為負(fù)極） ，將照度計(jì)電源線與面板上的照度計(jì)電源正負(fù)極對(duì)應(yīng)相連（紅為正極，黑為負(fù)極） ，將

19、光源調(diào)制單元 J4 與光通路組件光源接口用彩排數(shù)據(jù)線相連。（2）將三擲開關(guān)BM2撥到“靜態(tài)” ，將撥位開關(guān)S1撥上，S2，S3，S4，S5，S6，S7均撥下。（3）按圖 6-2 所示的電路連接電路圖，直流電源選擇電源 1，負(fù)載 RL 選擇RL11=100K 歐。（3）打開電源順時(shí)針調(diào)節(jié)照度調(diào)節(jié)旋鈕，使照度值為200Lx，保持光照度不變，調(diào)節(jié)電源電壓電位器，使反向偏壓為0V、50V，100V、120V、130V、140V、150V、160V、170V、180V時(shí)的電流表讀數(shù)，填入下表，關(guān)閉電源。( (注注: :在測(cè)試過(guò)程中應(yīng)緩慢調(diào)節(jié)電位器，當(dāng)反向偏置電壓高于雪崩電壓時(shí)，光生電流在測(cè)試過(guò)程中應(yīng)緩慢

20、調(diào)節(jié)電位器，當(dāng)反向偏置電壓高于雪崩電壓時(shí)，光生電流會(huì)迅速增加，電流表的讀數(shù)會(huì)增加會(huì)迅速增加，電流表的讀數(shù)會(huì)增加N N個(gè)數(shù)量級(jí)，由于個(gè)數(shù)量級(jí)，由于APDAPD在高于雪崩電壓的條件下工作時(shí)，在高于雪崩電壓的條件下工作時(shí)，PNPN結(jié)上的偏壓很容易產(chǎn)生波動(dòng)，影響到增益的穩(wěn)定性，因此產(chǎn)生的光電流不穩(wěn)定，屬于結(jié)上的偏壓很容易產(chǎn)生波動(dòng)，影響到增益的穩(wěn)定性，因此產(chǎn)生的光電流不穩(wěn)定，屬于正?，F(xiàn)象，在記錄結(jié)果時(shí)，取數(shù)量級(jí)數(shù)值即可。正?，F(xiàn)象，在記錄結(jié)果時(shí)，取數(shù)量級(jí)數(shù)值即可。) )（特殊說(shuō)明：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，請(qǐng)勿將（特殊說(shuō)明：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，請(qǐng)勿將APDAPD光電二極管長(zhǎng)期工作在雪崩電壓以上，以光電二極管長(zhǎng)期工作在雪崩電

21、壓以上，以免燒壞免燒壞APDAPD光電二極管，在工業(yè)上，光電二極管，在工業(yè)上，APDAPD光電二極管的工作電壓略低于雪崩電壓。光電二極管的工作電壓略低于雪崩電壓。 ） (6)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，作出200lx光照度下的APD光電二極管伏安特性曲線。（注：由于（注：由于 APDAPD 雪崩光電二極管的個(gè)性差異，不同的雪崩光電二極管的個(gè)性差異，不同的 APDAPD 光電二極管的雪崩電壓有光電二極管的雪崩電壓有0 050V50V 差異，測(cè)試的數(shù)據(jù)也有很大差異，屬正常現(xiàn)象）差異，測(cè)試的數(shù)據(jù)也有很大差異，屬正?，F(xiàn)象）4 4、APDAPD 光電二極管雪崩電壓測(cè)試光電二極管雪崩電壓測(cè)試（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)3伏安特性

22、的測(cè)試方法,重復(fù)實(shí)驗(yàn)3的實(shí)驗(yàn)步驟, 分別測(cè)出光照度在100Lx,300lx和500lx光照度時(shí),反向偏壓為0V、50V，100V、120V、130V、140V、150V、160V、170V、180V時(shí)的電流表讀數(shù)，填入下表，關(guān)閉電源。(2)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在同一坐標(biāo)軸下作出100Lx,300lx和500lx光照度下的APD光電二極管伏安特性曲線,并進(jìn)行分析,找出光電二極管的雪崩電壓。 5 5、APDAPD 光電二極管光照特性光電二極管光照特性實(shí)驗(yàn)裝置原理框圖如圖 6-2 所示。（1）組裝好光通路組件，將照度計(jì)與照度計(jì)探頭輸出正負(fù)極對(duì)應(yīng)相連（紅為正極，黑為負(fù)極） ，將照度計(jì)電源線與面板上的照度

23、計(jì)電源正負(fù)極對(duì)應(yīng)相連（紅為正極，黑為負(fù)極） ，將光源調(diào)制單元 J4 與光通路組件光源接口用彩排數(shù)據(jù)線相連。（2）將三擲開關(guān)BM2撥到“靜態(tài)” ，將撥位開關(guān)S1撥上，S2，S3，S4，S5，S6，S7均撥下。（3）按圖 6-2 所示的電路連接電路圖，直流電源選擇電源 1，負(fù)載 RL 選擇RL11=100K 歐。（4）將“光照度調(diào)節(jié)”旋鈕逆時(shí)針調(diào)節(jié)至最小值位置。打開電源，調(diào)節(jié)直流電源1 電位器，直到電壓表的顯示值略高于實(shí)驗(yàn) 4 所測(cè)試的雪崩電壓即可，保持電壓不變,順時(shí)針調(diào)節(jié)光照度，增大光照度值，分別記下不同照度下對(duì)應(yīng)的光生電流值，填入下表。若電流表或照度計(jì)顯示為“1”時(shí)說(shuō)明超出量程，應(yīng)改為合適的量

24、程再測(cè)試。 偏壓（V）050100120130140150160170180光電流I（A）偏壓（V）050100120130140150160170180光生電流1（A）光生電流2（A）光生電流3（A）光照度（Lx）0100300500700900光生電流（A） （5）根據(jù)上面表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)軸中作出 APD 光電二極管的光照特性曲線,并進(jìn)行分析.（6）實(shí)驗(yàn)完畢，將光照度調(diào)至最小，直流電源調(diào)至最小，關(guān)閉電源，拆除所有連線。6 6、APDAPD 光電二極管時(shí)間響應(yīng)特性測(cè)試光電二極管時(shí)間響應(yīng)特性測(cè)試（1）組裝好光通路組件，將照度計(jì)與照度計(jì)探頭輸出正負(fù)極對(duì)應(yīng)相連（紅為正極，黑為負(fù)極） ，將照度計(jì)

25、電源線與面板上的照度計(jì)電源正負(fù)極對(duì)應(yīng)相連（紅為正極，黑為負(fù)極） ，將光源調(diào)制單元 J4 與光通路組件光源接口用彩排數(shù)據(jù)線相連。（2）將三擲開關(guān)BM2撥到“脈沖” ，將撥位開關(guān)S1撥上，S2，S3，S4，S5，S6，S7均撥下。（3）按圖 6-3 所示的電路連接電路圖，直流電壓源選用電源 1，負(fù)載 RL 選擇RL=1K 歐.（4）示波器的測(cè)試點(diǎn)應(yīng)為 A 點(diǎn)，為了測(cè)試方便，可把示波器的測(cè)試點(diǎn)使用迭插頭對(duì)引至信號(hào)測(cè)試區(qū)的 TP1 和 TP2。 A圖 6-3（5）打開電源，白光對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管亮，其余的發(fā)光二極管不亮。用示波器的第一通道接 TP 和 GND（即為輸入的脈沖光信號(hào)） ，用示波器的第二通道

26、接 TP2 和 TP1。（6）觀察示波器兩個(gè)通道信號(hào)，緩慢調(diào)節(jié)直流電源 1 直到示波器上觀察到信號(hào)清晰為止，并作出實(shí)驗(yàn)記錄（描繪出兩個(gè)通道波形） 。（7）緩慢調(diào)節(jié)脈沖寬度調(diào)節(jié)，增大輸入脈沖的脈沖信號(hào)的寬度，觀察示波器兩個(gè)通道信號(hào)的變化，并作出實(shí)驗(yàn)記錄（描繪出兩個(gè)通道的波形）并進(jìn)行分析。（8）實(shí)驗(yàn)完畢，將光照度調(diào)至最小，直流電源調(diào)至最小，關(guān)閉電源，拆除所有連線。7 7、APDAPD 光電二極管光譜特性測(cè)試光電二極管光譜特性測(cè)試當(dāng)不同波長(zhǎng)的入射光照到光電二極管上，光電二極管就有不同的靈敏度。本實(shí)驗(yàn)儀采用高亮度 LED（白、紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫）作為光源，產(chǎn)生 400630nm 離散光譜。光譜響應(yīng)度是光電探測(cè)器對(duì)單色光輻射的響應(yīng)能力。定義為在波長(zhǎng)為 的單位入射輻射功率下，光電探測(cè)器輸出的信號(hào)電壓或