Исследование полупроводниковых светодиодов, страница 6

Порядок выполнения работы.

1. Выставить на стабилизированном блоке питания светодиодов выходное напряжение 9 В и ток ограничения 30 мА. Включить блок питания.

2. Для условий, приведенных в табл. 2.1, и фиксированном значении тока I = 20 мА зарегистрировать с помощью самопишущего прибора спектры излучения светодиодов I_λ = f (λ): синего СД №1, белого СД №2, зеленого СД №3₁, красного СД №3₂, желтого   СД №4 и инфракрасного СД №5. В ходе эксперимента для каждого светодиода измерить падение напряжения U_СД,  найти длину волны λ_max, соответствующую максимуму функции I_λ = f (λ), и ширину спектральной линии Δλ_0,5 на половинном уровне интенсивности излучения I_λ = 0,5 I_{λ max}.

3. По указанию преподавателя для одного из светодиодов (СД №3₂,    СД №5 или СД №8) зарегистрировать спектры излучения I_λ = f (λ) для  токов I = 3; 10; 30 и 60 мА  и определить, соответствующие им λ_max  и Δλ_0,5.

3. Включить синий светодиод СД №1 и установить на минимальном удалении и соосно с ним (θ = 90°) фотодиод ФД. Снять вольтамперную характеристику U_СД = f (I) и зависимость мощности излучения P₀ светодиода в осевом направлении от тока – ватт-амперную характеристику P₀ = f (I). Диапазон изменения тока 1…60 мА, шаг ~ 10 мА. Величины P₀ и U_СД при каждом значении тока записывать для двух режимов: сразу после установки тока и после выдержки  2мин. Повторить измерения для  зеленого СД №3₁, красного СД №3₂ и инфракрасного СД №5 светодиодов.

4. Передвинуть фотодиод в положение максимального удаления и, изменяя его угловое положение, исследовать диаграммы направленности излучения I_θ = f (θ)  светодиодов с прозрачным СД №1, 3₂ матовым СД №6 и цветным СД №7 полимерными куполами для тока I = 30 мА.

5. Исследовать зависимости I_λ = f (λ), U_СД = f (I), P₀ = f (I) светодиода СД №8 для четырех значений установившейся температуры T_СД в диапазоне  20…80^оС. Градуировочная кривая T_СД = f (I_{нагревателя}) прилагается к лабораторной установке.

Содержание отчета            

         1. Цель, содержание работы и схема экспериментальной установки.

         2. Истинные спектры I_λ = f (λ) излучения светодиодов №1, 2, 3₁, 3₂, 4 и  5 для I = 20 мА, совмещенные по длинам волн на общем графике.

3. Зависимости U_СД = f (λ_max), ΔE = f (λ_max) и η_эл = f (λ_max), где λ_max – экспериментальное значение λ, соответствующее максимуму спектра излучения светодиода;   ΔE = hc/ λ_max – ширина запрещенной зоны, η_эл = ΔE/ U_СД – электрический КПД светодиодов №1, 2, 3₁, 3₂, 4 и 5 для I = 20 мА.  

         4. Зависимости U_СД = f (I), P₀ = f (I)  для СД №1, 3₂, 6, 7.

5.Зависимости I_λ = f (λ)  при четырех  токах, λ_max = f (I) и Δλ_0,5 = f (I) для одного из исследованных светодиодов. 

6. Зависимости I_θ = f (θ)  СД №1, 3₂, 6 и 7 для тока I = 30 мА. Для всех случаев определить ширину диаграммы направленности θ_0,5 на половинном уровне угловой плотности мощности излучения I_θ = 0,5 I_max.