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第十二章 CDS 特性實驗
12-1
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
第十二章 CDS 特性實驗
12-2
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􀎖
第十二章 CDS 特性實驗
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肆﹒實習儀器􀎕設備
1. 主實驗器KL-62001
2. KL-64009 模板
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􀎖
狀 態 Vb1 點 Vb2 點 Vo23 點 LED1 狀態
CDS 受光
CDS 末受光
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
第十二章 CDS 特性實驗
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光線減弱時，其電阻值會增加􀎖
狀 態 Vb1 點 Vb2 點 Vo23 點 LED1 狀態
CDS 受光 0.7V 4.15V 2.92V 亮的
CDS 末受光 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􀎖