Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии 


Исследование характеристик и параметров светоизлучающих диодов.




Содержание

1 Лабораторная работа ОЭ1. 4

Исследование характеристик и параметров светоизлучающих диодов. 4

2 Лабораторная работа ОЭ2. 8

Исследование формирователей возбуждающих напряжений светодиодов. 8

3 Лабораторная работа ОЭ3. 14

Исследование характеристик и параметров полупроводникового лазера. 14

4 Лабораторная работа ОЭ4. 18

Исследование интегральных оптопар. 18

5 Лабораторная работа №5. 25

Исследование характеристик и параметров фотодиодов. 25

6 Лабораторная работа ОЭ6. 27

Исследование оптоэлектронной интегральной микросхемы.. 27

7 Лабораторная работа ОЭ7. 33

Исследование оптоэлектронных устройств индикации. 33

8 Расчетно - графическое задание. 36

Схема включения светоизлучающего диода в динамическом режиме. 36


Лабораторная работа ОЭ1.

Лабораторная работа ОЭ2

Лабораторная работа ОЭ3

Лабораторная работа ОЭ4

Лабораторная работа №5

Исследование характеристик и параметров фотодиодов

5.1 Цель работы

 

Изучить характеристик и определение параметров фотодиодов (ФД).

 

5.2 Подготовка к работе

5.2.1 Изучить следующие вопросы курса по конспекту лекций к рекомендованной литературе:

 

-области применения фотоприемников;

-поглощение оптического излучения в полупроводниках;

-фоторезистивный и фотогальванический эффекты;

-основные характеристики и параметры ФД;

-разновидности фотодиодов.

 

5.2.2 Ответить на следующие контрольные вопросы:

 

-что такое фотоприемник;

-требования к фотоприемникам дискретной информации;

-требования к фотоприемникам световых картин;

-внутренний фотоэффект;

-собственное поглощение излучения в полупроводниках;

-примесное поглощение излучения в полупроводниках;

-фотогальванический эффект;

-фотоэлектродвижущая сила;

-что такое фотодиод;

-основные характеристики фотодиода;

-основные параметры фотодиода;

-pin фотодиод;

-лавинный фотодиод;

-фотодиод на основе гетероперехода;

-фотодиод на основе перехода металл – полупроводник;

-достоинства и недостатки фотодиодов разных типов.

 

Рекомендуемая литература

Пихтин А.Н. Физические основы электроники и оптоэлектроники. - М.: Высш. шк., 1983.

Носов Ю.Р. Оптоэлектроника. - М.: Радио и связь, 1989.

Смирнов А.Г. Квантовая электроника и микроэлектроника. - Мн.: Высш. шк., 1987.

5.3 Лабораторное задание.

 

5.3.1 В соответствии с указанным преподавателем номером варианта выбрать из таблицы 1 исходные данные. Получить допуск к лабораторной работе. В соответствии с номером варианта выбрать фотодиод и занести в отчет его характеристики и параметры.

 

Таблица 1 - Исходные данные.

Вариант
тип ФД ФД-20-30К ФД-20-33К ФД-4Г ФД-10Г-А ФД-20-30К ФД-20-33К
интенсивность J, Вт / М2
длина волны l , мкМ 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1
частота f , МГц

 

5.3.2 Определить фототок ФД без учета модуляции светового потока. Для этого:

-определить мощность излучения, падающего на фоточувствительную площадку ФД:

Рпад = J*Пфд , (5.1)

где Пфд - площадь фоточувствительной площадки;

-определить чувствительность ФД к излучению заданной длины волны. Для этого:

-по спектральной характеристике определить относительную чувствительность на заданной длине волны излучения Sотн(l),

-рассчитать абсолютное значение чувствительности:

Sабс (l) = Si инт * Sотн (l); (5.2)

-определить фототок:

Iф0(l) = Рпад* Sабс (l). (5.3)

 

5.3.3 Рассчитать фототок с учетом модуляции, определив предварительно К(f) по графику:

Iф(l , f) = Iф0(l)*К(f). (5.4)

 

5.4 Содержание отчета

 

-все исходные данные;

-все необходимые формулы и расчеты;

-выводы.


Лабораторная работа ОЭ6

Лабораторная работа ОЭ7

Схема включения светоизлучающего диода в динамическом режиме

 

1 Цель работы

 

Получить практических навыков расчета схемы включения светоизлучающего диода (СИД) в динамическом режиме.

 

2 Исходные данные

2.1 Схема включения СИД в динамическом режиме:

Рисунок 1 - Схема включения СИД в динамическом режиме

 



2.2 Закон изменения силы света излучения СИД: L = L0 + Lm cos w t.

2.3 Величины L0, Lm, w, Е и цвет излучения СИД выбираются из таблицы 1 в зависимости от номера варианта, полученного у преподавателя.

 

3 Задание

3.1 Обосновать выбор VD1 и VT1.

3.2 Рассчитать элементы схемы R1, R2, R3, C1.

3.3 Рассчитать параметры входного воздействия Uвх.

Рекомендуемая литература

Носов Ю.Р. Оптоэлектроника. – М.: Радио и связь, 1989.

Смирнов А.Г. Квантовая электроника и оптоэлектроника. – М.: Высш. шк., 1987.

Цыкина А.В. Проектирование транзисторных усилителей. – М.: Связь, 1976.

Цыкин Г.Е. Усилительные устройства. – М.: Связь, 1974.

 

 

Таблица 1

№ вариант L0, мКд L m, мКд w, Рад / С Е, В Цвет
0,10 0,05 6,280*107 красный
0,15 0,04 1,256*108 зеленый
0,20 0,03 2,512*108 желтый
0,25 0,02 6,280*108 красный
0,30 0,01 6,280*107 зеленый
0,10 0,05 1,256*108 желтый
0,15 0,04 2,512*108 красный
0,20 0,03 6,280*108 зеленый
0,25 0,02 6,280*107 желтый
0,10 0,01 2,512*108 красный
0,15 0,02 6,280*108 зеленый
0,20 0,03 6,280*107 желтый
0,25 0,04 1,256*108 красный
0,10 0,05 2,512*108 зеленый
0,15 0,06 6,280*106 желтый
0,20 0,07 1,256*106 красный
0,25 0,08 2,512*106 зеленый
0,30 0,09 5,024*106 желтый
0,10 0,01 6,280*107 красный
0,15 0,02 1,256*107 зеленый
0,20 0,03 5,024*107 желтый
0,25 0,04 6,280*108 красный
0,30 0,05 1,256*108 зеленый
0,10 0,06 2,512*108 желтый
0,15 0,07 5,024*108 красный
0,20 0,08 6,280*105 зеленый
0,25 0,09 1,256*105 желтый
0,30 0,01 2,512*105 красный
0,10 0,02 5,024*105 зеленый
0,15 0,03 6,280*108 желтый

 

 

В.Я. Вайспапир, С.В. Воробьева,

ктн, проф. А.Н. Игнатов, ктн, Г.В. Перов.

 

 

ОПТОЭЛЕКТРОНИКА

методические указания

к лабораторным работам

 

Редактор:

Корректор: Д.С. Шкитина

 

 

 


Лицензия № 020475, январь 1998 г, подписано в печать формат бумаги 60х84/16, отпечатано на ризографе, шрифт №10, изд. л. 1,4,заказ № , тираж – 300. СибГУТИ, 630102, Новосибирск, ул. Кирова, 86.

Содержание

1 Лабораторная работа ОЭ1. 4

Исследование характеристик и параметров светоизлучающих диодов. 4

2 Лабораторная работа ОЭ2. 8

Исследование формирователей возбуждающих напряжений светодиодов. 8

3 Лабораторная работа ОЭ3. 14

Исследование характеристик и параметров полупроводникового лазера. 14

4 Лабораторная работа ОЭ4. 18

Исследование интегральных оптопар. 18

5 Лабораторная работа №5. 25

Исследование характеристик и параметров фотодиодов. 25

6 Лабораторная работа ОЭ6. 27

Исследование оптоэлектронной интегральной микросхемы.. 27

7 Лабораторная работа ОЭ7. 33

Исследование оптоэлектронных устройств индикации. 33

8 Расчетно - графическое задание. 36

Схема включения светоизлучающего диода в динамическом режиме. 36


Лабораторная работа ОЭ1.

Исследование характеристик и параметров светоизлучающих диодов.

 

1 Цель работы

 

Изучить характеристик и определение параметров светоизлучающих диодов (СИД).

 

2 Подготовка к работе

 

1.2.1 Изучить следующие вопросы курса по конспекту лекций к рекомендованной литературе:

 

-области применения оптоэлектронных приборов;

-шкала электромагнитных волн оптического диапазона;

-общие требования к источникам некогерентного оптического излучения;

-прямозонные и непрямозонные полупроводники;

-виды и механизмы рекомбинации;

-материалы, используемые для изготовления СИД;

-основные конструкции СИД;

-основные характеристики и параметры СИД;

 

1.2.2 Ответить на следующие контрольные вопросы:

 

-общие требования к оптическим излучателям;

-что такое инжекционная спонтанная люминесценция;

-перечислить механизмы излучательной рекомбинации;

-перечислить механизмы безызлучательной рекомбинации;

-что такое внутренний квантовый выход;

-что такое внешний квантовый выход;

-эффективность вывода света из полупроводника. Чем она ограничена;

-методы увеличения эффективности вывода света из полупроводника;

-достоинства и недостатки плоской конструкции светоизлучающих диодов;

-основные параметры светодиода;

-основные характеристики светодиода;

-эквивалентная схема светодиода;

-подключение светодиода к источнику постоянного напряжения;

Рекомендуемая литература

Пихтин А.Н. Физические основы электроники и оптоэлектроники. - М.: Высш. шк., 1983.

Носов Ю.Р. Оптоэлектроника. - М.: Радио и связь, 1989.

Смирнов А.Г. Квантовая электроника и оптоэлектроника. - Мн.: Высш. шк., 1987.

 

1.3 Лабораторное задание

 

1.3.1 Получить допуск к выполнению лабораторной работе. В соответствии с указанным преподавателем номером варианта выбрать из таблицы 1 исходные данные.

 

Таблица 1 - Исходные планы

Вар.
Диод АЛ 102Б АЛ 102Д АЛ 307А АЛ 102Б АЛ 102Д АЛ 307А АЛ 102Б АЛ 102Д АЛ 307А
Напряжение Е, В 3,0 4,5 9,0 12,0 3,0 4,5 9,0 12,0 3,0
Сила света L, мКд 0,05 0,07 0,09 0,10 0,11 0,05 0,07 0,09 0,10

1.3.2 Получить на экране монитора и зарисовать спектральную характеристику СИД. По ней определить:

-доминирующую длину волны излучения;

-ширину спектра излучения;

-ширину запрещенной зоны энергетической диаграммы, соответствующую доминирующей длине волны.

1.3.3 Получить на экране монитора и зарисовать диаграмму направленности СИД. По ней определить угол излучения.

1.3.4 Получить на экране монитора и зарисовать вольт-амперную и световую характеристики СИД. Используя схему включения СИД, приведенную на рисунке 1, и полученные ВАХ и световую характеристики, определить:

-напряжение на диоде;

-ток через диод;

-величину сопротивления R.

Рисунок 1 - Схема включения СИД

1.3.5 Исследовать спектральную характеристику светоизлучающего диода АЛ307ЕМ. Для этого получить на экране монитора и зарисовать спектральную характеристику. По ней определить:

-относительную мощность излучения в двух максимумах, Р(l1) и Р(l2);

-длины волн, соответствующие двум максимумам l1 и l2.

Пользуясь функцией видности, в соответствии с рисунком 2, определить относительную физиологическую яркость для каждого максимума V(l1) и V(l2).

Рисунок 2 - Функция видности человеческого глаза

 

Определить цвет излучения светодиода, пользуясь следующей методикой:

- вычислить М, отн.ед., по формуле:

(1.1)

 

- перемножить результаты вычислений М и Dl: l = Dl + М. (1.2)

-вычислить разность длин волн Dl, мкм, соответствующих максимумам излучения:

Dl = l2 - l1. (1.3)

-значение результирующей длины волны равно: lрез = l + l1. (1.4)

 

1.4 Содержание отчета

-исходные данные;

- характеристики СИД;

-формулы и расчеты;

-выводы.

 


Лабораторная работа ОЭ2





Рекомендуемые страницы:


Читайте также:



Последнее изменение этой страницы: 2016-05-30; Просмотров: 665; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2021 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.027 с.) Главная | Обратная связь