Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу "Функціональна електроніка" Частина 1 "Оптоелектроніка", страница 4

Джерелом світла є лампа накалювання VL1, що живиться від джерела напруги G1. Підключення лампи до джерела напруги G1 здійснюється перемикачем S2 (положення 1). Напруга накалювання на лампі регулюється потенціометром G1.

4 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

4.1 Ознайомтеся з лабораторним макетом, вимірювальними приладами, призначенням перемикачів, вимикачів, потенціометрів.

4.2 Перемикач S2 встановіть в положення 1, перемикач S4 - у положення 2, перемикач S1.2 - у положення 5. При цьому на фотодіод VD3 подаватиметься зворотна напруга від джерела G2.

4.3 До контрольних точок Х5 і Х10, Х1 і Х2 підключіть вольтметри, а до контрольних точок Х13, Х14 - міліамперметр. Клеми Х11 і Х12 закоротіть.

4.4 Ручку потенціометра G1 поверніть до упору проти годинникової стрілки. При цьому на лампі накалювання встановиться напруга, рівна 0.

4.5 Задаючися значеннями напруги на фотодіоді, зазначеними в таблиці 4.1, заміряйте струми, що протікають через фотодіод. Результати вимірів занесіть у таблицю 4.1 (при U_Н = 0).

4.6 Потенціометром G1 встановіть напругу накалювання    U_Н = 5 В и повторіть пункт 4.5.

4.7 Повторіть пункт 4.5 при напругах накалювання U_Н = 7,5 В та 11 В.

Таблиця 4.1

UФ, В		0	2	4	5	6	7	8	9	10	11
IФ, мА	UН = 0 В
	UН = 5 В
	UН = 7,5 В
	UН = 11 В

4.8 Перемикачем S4 змініть режим роботи фотодіода на вентильний (положення 1).

4.9 До клем Х13, Х14 підключіть міліамперметр, до клем Х1, Х2 – вольтметр. Ручкою потенціометра G1 встановіть напругу на лампі накалювання 5 В.

4.10 Підключіть вольтметр до клем Х5, Х10 для виміру напруги на резисторі R2.

4.11 Змінюючи опір навантаження (R2) від мінімального до максимального (5 положень), зафіксуйте значення струму і напруги на навантаженні. Результати занесіть у таблицю 4.2.

4.12 Повторіть пункти 4.9 – 4.11 при напругах на лампі накалювання 7,5 В та 11 В.

Таблиця 4.2

5 ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ВИМІРІВ

5.1 За даними таблиць 4.1 і 4.2 побудуйте в одній системі координат графіки залежності I = f(U) (квадранти III і IV відповідно). Характеристики бажано виконати різними кольорами. Зразковий зовнішній вигляд таких залежностей приведений на рисунку 4.1.

5.2 Проведіть аналіз графіків і зробіть висновки.

Рисунок 4.1 – Приблизний зовнішній вигляд

       залежностей I = f(U)

6 КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

6.1 Поясніть пристрій і принцип дії фотодіодів.

6.2 Назвіть області застосування фотодіодів.

6.3 Дайте визначення темновому  і світловому струмам.

6.4 Що таке фотострум, як він визначається?

6.5 Запишіть формули і дайте визначення:

– інтегральної чутливості;

– спектральної чутливості;

– питомої чутливості.

6.6 Що собою представляють і який мають вид наступні характеристики:

– вольт-амперна;

– світлова;

– спектральна;

– частотна;

– перехідна;

– стомлюваності.

6.7 Назвіть умови експлуатації фотодіодів.

6.8 Як і чому впливає температура на параметри і ВАХ фотодіодів?

6.9 Чому відбувається зміна чутливості фотодіода при його тривалій роботі.

6.10 Приведіть конкретну схему з використанням фотодіодів.

6.11 Охарактеризуйте особливості роботи фотодіода в діодному режимі.

6.12 Перерахуйте особливості роботи фотодіода у вентильному режимі.

6.13 Назвіть основні достоїнства фотодіодів з p-i-n структурою.

6.14 Що собою представляють лавинні фотодіоди?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА N 4

ДОСЛІДЖЕННЯ СТАТИЧНИХ ВИХІДНИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ФОТОТРАНЗИСТОРА

1 МЕТА РОБОТИ

1.1 Ознайомитись з фізичними основами роботи фототранзисторів.

1.2 Зняти статичні вихідні характеристики фототранзисторів.

2 ПОПЕРЕДНЯ ПІДГОТОВКА

2.1 Проробіть методичні вказівки до лабораторної роботи, конспект лекцій і літературу до розділу «Фототранзистори».

2.2 Перевірте свою готовність до виконання лабораторної роботи, відповівши на наступні питання:

– як включаються фототранзистори в електричний ланцюг;

– який вид мають вихідні вольт-амперні характеристики напівпровідникових фототранзисторів;

– призначення перемикачів і потенціометрів 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 вихідних характеристик фототранзистора.

3 ОПИС СХЕМИ ДОСЛІДЖЕННЯ

Схема дослідження (рис. 1) дозволяє зняти вихідні вольт-амперні характеристики фототранзистора. Для зняття вихідних ВАХ використовується джерело постійної напруги G2. Напруга між колектором і емітером фототранзистора U_КЕ регулюється потенціометром G2. Струм колектора вимірюється міліамперметром Р2 (контрольні точки Х13, Х14), а напруга U_КЕ – вольтметром, підключеним до контрольних точок Х6, Х10. Фототранзистор підключається до джерела напруги G2 перемикачем S1.2 (положення 7).

При знятті вихідних характеристик вольтметр переключається на межу В, а амперметр - на межу мА.

4 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

4.1 Ознайомтеся з лабораторним макетом, вимірювальними приладами, призначенням перемикачів, вимикачів, потенціометрів.

4.2 Перемикач S1.2 встановіть в положення 7, а перемикач S2 - у положення 1, підключивши лампу накалювання до джерела напруги G1.