Двохпозиційний перемикач S2, розташований у лівій верхній частині стенду, дозволяє подавати напругу від джерела G1 на лампу накалювання (положення S2.1) або на світлодіоди VD1, VD2 і вхідні ланцюги оптронів (положення S2.2).
Підключення світлодіодів VD1, VD2 і вхідних ланцюгів оптопар VU1, VU2, VU3 до джерела живлення G1 здійснюється багатопозиційним перемикачем S1.1, розташованим у лівій нижній частині стенду (положення перемикача 1, 2, 4, 6). Наявність напруги на досліджуваному приладі підтверджується відповідним світлодіодом.
Регульоване джерело постійного струму G2 використовується для подачі постійної напруги на дискретні фотоприймачі (фоторезистор R1, фотодіод VD3, фототранзистор VТ1) і вихідні ланцюги оптронів VU1, VU2, VU3. Напруга регулюється рукояткою потенціометра G2, розташованою в правій нижній частині стенду. Підключення приладів до джерела G2 виконується перемикачем S1.2 (положення перемикача 2, 3, 4, 5, 6, 7).
Перемикач S3 використовується для підключення до вхідного ланцюга діодів VD1 (положення 1) і VD2 (положення 2).
Перемикач S4 дозволяє досліджувати роботу фотодіода VD3 у діодному (положення 2) і у вентильному режимах (положення 1).
Перемикач S5 служить для розриву вторинного кола оптопари діод - фототиристор.
У нижній частині стенду розташовані клеми контрольних точок, підключення до яких вольтметра дозволяє вимірювати напруги на відповідних елементах схем.
До клем Х11 і Х12, а також Х13 і Х14 підключаються міліамперметри для виміру вхідних і вихідних струмів приладів. При необхідності клеми можуть бути закорочені мідними вставками.
У якості вимірювальних приладів використовуються цифрові мультіметри.
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1
ДОСЛІДЖЕННЯ ВОЛЬТ-АМПЕРНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ
СВІТЛОДІОДА
1 МЕТА РОБОТИ
1.1 Ознайомитися з фізичними основами роботи світлодіодів.
1.2 Зняти прямі вітки вольт-амперних характеристик світлодіодів.
2 ПОПЕРЕДНЯ ПІДГОТОВКА
2.1 Проробити методичні вказівки до лабораторної роботи, конспект лекцій та літературу до розділу «Світлодіоди».
2.2 Перевірити свою готовність до виконання лабораторної роботи, відповівши на наступні питання:
– який вид мають вольт-амперні характеристики напівпровідникових світлодіодів;
– яке значення мають прямі і зворотні струми і напруги у світлодіодів;
– які особливості має вольт-амперна характеристика світлодіода;
– яке призначення мають перемикачі та потенціометри у схемі дослідження;
– які вимірювальні прилади задіяні в лабораторній роботі, які межі виміру вони мають, як здійснюється зміна меж виміру;
– як підготувати лабораторний модуль для зняття прямих характеристик одного з досліджуваних світлодіодів, наприклад VD2;
– як знімаються прямі характеристики будь-якого з досліджуваних світлодіодів;
– чому при знятті прямих характеристик діодів задають значення струму.
3 ОПИС СХЕМИ ДОСЛІДЖЕННЯ
Схема дослідження (рис. 1) дозволяє знімати вольт-амперні характеристики світлодіодів VD1 і VD2. Для зняття прямих характеристик використовується джерело постійної напруги G1. Пряма напруга регулюється потенціометром G1. Струми діодів виміряються міліамперметром Р1, а напруга на діодах - вольтметром. Вольтметр підключається до контрольних точок Х1, Х3, а міліамперметр до контрольних точок Х11, Х12.
Вибір діода для дослідження виконується перемикачем S3.
4 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
4.1 Ознайомтеся з лабораторним макетом, вимірювальними приладами, призначенням перемикачів, вимикачів, потенціометрів.
4.2 Перемикач S2 встановіть в положення 2, а перемикач S1 - у положення S1.1.
4.3 Зніміть спочатку прямі характеристики світлодіода VD1, задаючись вказаними в таблиці 4.1 значеннями прямого струму, а потім VD2.
Таблиця 4.1
|
IПР, мА |
0 |
0,05 |
0,1 |
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
|
|
UПР, В |
VD1 |
|||||||||
|
VD2 |
||||||||||
4.4 Повільно збільшуючи від нуля напругу на світлодіодах, визначте напругу UЗАП при якому запалюються світлодіоди. Виміри повторити не менше ніж три рази.
5 ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ВИМІРІВ
5.1 За даними таблиці 4.1 побудуйте в одній системі координат на міліметрівці прямі вітки вольт-амперних характеристик обох світлодіодів. При цьому характеристику першого бажано виконати одним кольором, а другого - іншим.
5.2 Для зазначених викладачем точок характеристик визначте статичні параметри – крутизна прямої характеристики і прямий опір світлодіода.
5.3 Розрахуйте середнє значення UЗАП. Оцініть ширину забороненої зони напівпровідникового матеріалу, використаного у світлодіоді, за формулою ΔЕ0 = е·UЗАП.
6 КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ
6.1 Перерахуйте переваги випромінюючих діодів.
6.2 Поясніть механізм інжекційної електролюмінісценції.
6.3 Назвіть основні параметри, що характеризують якість випромінюючих діодів (зовнішній квантовий вихід, ефективність інжекційної електролюмінісценції).
6.4 Охарактеризуйте основні механізми втрат енергії у світлодіодах (на самопоглинання, на повне внутрішнє відображення, на зворотнє і торцьове випромінювання).
6.5 Дайте визначення коефіцієнту виводу випромінювання.
6.6 Дайте визначення випромінювальної і спектральної характеристик випромінюючих діодів.
6.7 Назвіть особливості ВАХ випромінюючих діодів.
6.8 Назвіть області застосування випромінюючих діодів.
6.9 Поясніть як включаються світлодіоди в електричне коло?
6.10 Поясніть як впливає температура на параметри і ВАХ випромінюючих діодів?
6.11 Поясніть що таке деградація випромінюючих діодів. Чому вона відбувається?
6.12 Намалюйте і поясніть енергетичну діаграму випромінюючої одинарної гетероструктури.
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2
ДОСЛІДЖЕННЯ ВОЛЬТ-АМПЕРНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ФОТОРЕЗИСТОРА
1 МЕТА РОБОТИ
1.1 Ознайомитися з фізичними основами роботи фоторезисторів.
1.2 Дослідити вольт-амперну характеристику фоторезистора.
1.3 Дослідити залежність фотоструму від падаючого світлового потоку.
2 ПОПЕРЕДНЯ ПІДГОТОВКА
2.1 Проробити методичні вказівки до лабораторної роботи, конспект лекцій та літературу до розділу «Фоторезистори».
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.