Исследование ватт-амперных характеристик полупроводниковых источников света. Исследование пространственных характеристик источников света. Исследование вольт-амперных характеристик фотодиодов

Страницы работы

Содержание работы

Лабораторная работа №1.

Тема: «Исследование ватт-амперных характеристик полупроводниковых источников света».

Цель: Знакомство с принципом действия светоизлучающего диода (СИД), суперлюминисцентного диода (СЛД) и лазерного диода (ЛД); исследование их ватт-амперных характеристик (зависимости мощности излучения от тока).

Схема лабораторной установки:

Ход работы:


СИД

ВАХ

Im, mA

Ри, мВт при t=20ºC

Ри, мВт при t=50ºC

Ри, мВт при t=70ºC

0

0

0

0

10

0,91

0,566

0,341

20

1,82

1,137

0,682

30

2,731

1,706

1,024

40

3,641

2,275

1,365

50

4,551

2,844

1,706

60

5,462

3,413

2,048

70

6,372

3,982

2,389

80

7,282

4,551

2,731

90

8,193

5,123

3,072


СЛД

ВАХ

Im, mA

Ри, мВт при t=20ºC

Ри, мВт при t=50ºC

Ри, мВт при t=70ºC

0

0

0

0

10

0,648

0,221

0,153

20

3,436

0,983

0,661

30

10,445

2,4665

1,6055

40

25,556

4,9026

3,0836

50

55,912

8,5912

5,2132

60

114,513

13,9213

8,13813

70

224,808

21,3868

12,0278

80

428,785

31,6245

17,0855

90

801,154

45,4464

23,554


ППЛ

ВАХ

Im, mA

Ри, мкВт при t=20ºC

Ри, мкВт при t=50ºC

Ри, мкВт при t=70ºC

0

0

0

0

10

0,164

0,122

0,115

20

0,543

0,298

0,266

30

1,344

0,546

0,466

40

2,955

0,895

0,708

50

6,091

1,359

1,021

60

12,051

1,9921

1,4131

70

23,18

2,838

1,902

80

43,678

3,9628

2,5088

90

81,015

5,4445

3,2555


СПИ

ВАХ

Im, mA

Ри, мВт при t=20ºC

Ри, мВт при t=50ºC

Ри, мВт при t=70ºC

12

0,484

0,0134

0,0064

13

0,864

0,0174

0,0084

14

1,535

0,0235

0,0122

15

2,712

0,0312

0,0135

16

4,769

0,0399

0,0159

17

8,355

0,0555

0,0195

18

14,585

0,06585

0,02385

19

25,383

0,08483

0,02883

20

44,052

0,1092

0,03492

21

76,262

0,1462

0,04262

Вывод: Ознакомлены с принципом действия светоизлучающего диода, суперлюминисцентного диода и лазерного диода. Практическим путем были изучены ватт-амперные характеристики. В ходе исследований установлено то,что в диодах СЛД мощность излучения выше чем в других типах диодов (СИД, ЛД), и с увеличением температуры диода, мощность излучения заметно падает.

Ответы на вопросы:

  1. Чем отличается СИД от ЛД и СЛД ?

СИД – спонтанное излучение, рекомбинация электронно – дырочных пар.

ЛД – выпущенная рекомбинация ЭДП.

СЛД – и то и то излучение (первично – спонтанное, которое усиливается в активной области вследствие вынужденной рекомбинации ЭДП)

  1. Каковы основные преимущества и недостатки СИД и ЛД?

Преимущества СИД:

-длительный срок службы

-не требует обслуживания

-низкое электропотребление

-широкий  температурный диапазон эксплуатации

-высокая светоотдача

-высокий уровень безопасности

-универсальность

-низкие затраты

Недостатки

-высокая дисперсия светоизлучающего элемента

-низкая устойчивость к радиоактивному излучению

Преимущества ЛД:

-имеет высокую выходную мощность при низком потреблении I

-малое энергопотребление

-малые размеры

-высокая прочность

3. Почему в качестве параметров эл.режима СИД и ЛД выбран ток, а не напряжение?

Напряжение постоянно (устанавливается), а ток – изменяется

  1. Чем определяется величина порогового тока в ЛД?

Входной мощностью ЛД, размером резонатора, потерями в активном слое и поляризующей частотой.

  1. чем отличается гетеропереход от гомоперехода?

Гетеропереход - контакт двух разных полупроводников. Используется для создания потенциальных ям для электронов и дырок в многослойных ПП структурах.

Гомопереход – контакт двух областей с разными типами проводимости в одном и том же ПП.

  1. Чем отличается внешняя квантовая эффективность от внутренней?

Внешняя КЭ – это отношение числа фотонов, излучаемых светодиодом к числу носителей заряда протекающих через его электрический переход.

Внутренняя КЭ – это количество фотонов попадающих на активную область порождает электрон.

  1. Из каких соображений выбирают материал для изготовления источника света?

-дешевизна

-распространенность

-проводимость

8. В какой области ВАХ ЛД преобладает стимулированное излучение?

В той, где ток накачки выше значения тока порогового.

9. Каким образом возникающее внутри СИД или ЛД излучение выводится наружу?

Излучается только часть активной области, которая много меньше критического Qc. Некоторые лучи все равно испытывают отражение.


Лабораторная работа №2.

Тема: «Исследование пространственных характеристик источников света».

Цель: Исследование пространственных характеристик излучения источников света, используемых в волоконно-оптических системах связи, сравнительный анализ диаграмм направленности их излучения, излучения факторов, определяющих эффективность соединений «источник-волоконный светодиод».

Схема лабораторной установки:

Ход работы:

Ө=2arctg ∆2-∆1/2l=2arctg 9-4/1500=0,38º при l=750мм


Удаление на 9мм

Ө=2arctg ∆2-∆1/2l=2arctg 19-15/18=25,06º при l=9мм

Изменение поляризации

Удаление на 9мм

Ө=2arctg ∆2-∆1/2l=2arctg 32-27/18=31,05º при l=9мм

Похожие материалы

Информация о работе