Техника безопасности
Исследовать работу диода в режиме ЭДС
Определить спектральную характеристику фотодиода
Произвести измерения темновой вольт амперной характеристики в обратном и прямом направлении
Порядок выполнения работы
Перевести переключатель панели в положение «обратное». На источнике Б5-45 последовательно выставлять напряжения Uобр = (0,1 ÷ 8) В через 1 В.
Напряжение на диоде фиксируется по вольтметру V2.
Ток диода определяется по формуле Iобр = V1/104, где V1 – показания вольтметра V1.
Перевести тумблер в положение «прямое». На источнике Б5-45 последовательно выставлять напряжения Uпр= (0,2- 0,8) В через 0,2 В.
В том же порядке зафиксировать значения напряжения и тока.
Переключить тумблер в положение «обратное», на источнике выставить напряжение 5 В. Установить ширину входной щели монохроматора равной 4 мм. Включить лампу освещения. Ручкой на лицевой панели монохроматора выставить необходимую длину волны (шаг – 50 нм). Измерение фототока диода производится по вольтметру V1 (IФ = V1/104). Снять спектральную зависимость Iф = IФ(λ) в интервале длин волн (900 ÷ 500) нм.
3. Произвести измерения вольт‑амперной характеристики при освещении в обратном и прямом направлении
При длине волны λ, соответствующей максимуму фототока IФ снять фото‑ВАХ в прямом и обратном направлении (ширина щели d = 4 мм).
Построить ВАХ (темновую и при освещении – на одном графике).
Переключить тумблер в положение ЭДС, измерить зависимость сигнала ЭДС напряжение холостого хода VXX по вольтметру V2 от величины светового потока, который изменяется шириной входной щели от 4 до 0 (мм) с шагом 1 мм. Длина волны λ соответствует максимуму фототока IФ.
Контрольные вопросы
1. Что такое фотодиод?
2. Как образуется потенциальный барьер p-n-перехода?
3. Нарисуйте зонные диаграммы, поясняющие работу фотодиода при освещении.
4. Нарисуйте ВАХ фотодиода. Почему при освещении обратный ток фотодиода увеличивается а прямой ток уменьшается?
5. Что такое световая характеристика фотодиода?
6. Как зависит фототок от длины волны света?
7. Почему в области больших длин волн или малых энергий фотона фототок резко спадает?
Литература
1. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. // М.: Мир. 1984, Т.1 455 с. Т.2 455 с.
2. Маллер Р.А, Кейминс Т. Элементы интегральных схем. // М.: Мир, 1986, 630 с.
3. Ефимов И.Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.И. Микроэлектронника. (Физические и технологические основы, надежность). // М.: Высшая школа. 1995, 464 с.
4. Справочник. Полупроводниковые приборы. Нефедов А.В., Гордеева В.И. Диоды. Оптоэлектронные приборы. // М.: КУбК-а. 1998, 401 с.
1. Не включать приборы в сеть, не ознакомившись с работой и не получив допуск к работе у преподавателя или инженера .
2. Не подавать на фотодиод прямое напряжение больше 1 В!
3. Руководствоваться следующими основными параметрами фотодиодов:
Параметры | ФД 1 | ФД 2 | ФД 3 | ФД 4 |
Рабочее напряжение, В | ||||
Макс. обратное напряжение, В | ||||
Темновой ток насыщ.(мкА), меньше | ||||
Площадь фоточувств. поверх, мм2 | ||||
Максимальное прямое напряж.,В | ||||
Интегральная чувствит., мА/лм |