Ту-софия фетт, катедра „Електронна техника”



Дата21.01.2018
Размер94.11 Kb.



ТУ-София

ФЕТТ, катедра „Електронна техника”

Полупроводникови елементи

Име




фак.№

Факултет




група

Дата




Изследване на светодиоди (СД).

Задание:
I. Въпроси за предварителна подготовка

1. Пояснете накратко принципът на действие на светодиода.

2.В обща координатна система начертайте ВАХ на полупроводников диод от Si, червен, зелен и син СД. За всеки диод посочете приблизителни числени стойности на напрежението в право свързване .

3. Дефинирайте понятието спектрална характеристика на светодиод. От какво се определя λmax в спектъра на излъчване на светодиода?

4.Напишете аналитична зависимост, даваща връзката между дължината на въл­ната на излъчената светлина λmax и широчината на забранената зона на пп.материал, от който е нарванен СД. Как се променя напрежението на отпушване на СД при повишаване на λmax.

5. Начертайте най-простата схема на свързване на светодиод и посочете начина за оразмеряването й за ток IF=10mA , захранващо напрежение E= 12V и син светодиод.


Забележка !

- отговорите на поставените въпроси касаят предварителната подготовка на студентите за лабораторните упражнения по дисциплината “ППЕ“ . Това е и теоретичната част на протокола за конкретното упражнение.

- всеки студент в началото на упражнението представя в писмен вид (подготвени на ръка) отговорите на така поставените въпроси. При липса на този материал студентът НЕ СЕ ДОПУСКА до лабораторно упражнение.

II.Практически измервания :

1. Да се снемат в права посока волт-амперните характеристики на светодиоди с различен цвят на светене. Получените резултати да се нанесат в табл. 1.

2. Да се включат паралелно, в права посока следните комбинации от по два СД – IR-R, R-G, Y-G и Y-B . Да се наблюдава излъчването им при ток IF=20mA. Да се обясни наблюдавания ефект.
III. Графична част :

3. Да се построят графично снетите волт-амперни характеристики в обща координатна система, за всички изследвани светодиоди.

4.За всички изследвани светодиоди да се апроксимират линейно-отсечково снетите волт-амперни характеристики и се определят параметрите на еквивалентната схема :

- напрежение на отпушване ;

- съпротивление, определящо наклона на ВАХ.

Получените резултати да се нанесат в табл. 2 .



IV.Изчислителна част.

5. Да се определи широчината на забранената зона W,на полупроводниковите материали, от които са произведени изследваните светодиоди.

им при плавно увеличаване на протичащия ток. Да се обясни наблюдавания ефект.

6. Да се начертае и оразмери, за стойност на тока 10 mА, най-простата схема на свързване на светодиод. Изчисленията да се направят за инфрачервен, червен и син светодиод.


II. Указания за работа.

Преди да започне снемането на волт-амперната характеристика /ВАХ/ на светодиода е необходимо да се разпознаят изводите му - А и К , за да включим диода в права посока. За целта се сравняват по дължина двата извода . По-дългият извод на светодиода е анод /А/, а по-късият извод е катод /К/. Ако изводите на светодиода са скъсявани /напр. демонтиран е от печатна платка /, този метод не може да се използува. В този случай наблюдаваме корпуса на светодиода от страната на изводите му. Вижда се , че корпусът не представлява идеална окръжност, а в близост до единия извод е скосен. Този извод на светодиода е катода /К/- фиг.1.



След разпознаване на изводите светодиодът /СД/ се включва в разположения на макета куплунг, така че да е поляризиран в права посока.

Работи се по схемата от фиг.2. За снемане на ВАХ в права посока се задават стойности на протичащия през СД ток /съгласно табл. 1./ и за всяка стойност на тока се измерва напрежителния пад върху диода.

Стойностите на тока се задават с потенциометъра P1, а се отчитат с помощта на аналоговия мултимер на обхват 25mA. Стойността на напрежителния пад върху диода се отчита с цифровия мултимер на обхват 2V или 20V , в зависимост от това, кой диод се изследва. Получените резултати се нанасят в табл. 1 .









Табл.1

IF,mA

0

1

2

3

4

6

8

10

12

14

16

18

20

UF,V

инфрачервен








































червен








































суперчервен








































жълт








































зелен








































син








































бял











































Снетите ВАХ се построяват графично, върху милиметрова хартия, в обща координатна система. Мащаба по абцисната ос се избира в зависимост от най-големия напрежителен пад върху светодиодите / за синия СД/. Мащаба по ординатната ос се избира в зависимост от най-голямата стойност на тока - 20mA.

След построяване на ВАХ на светодиодите се осъществява линейно-отсечковата апроксимация. За целта ВАХ в стръмната си част се апроксимира с права линия, максимално припокриваща се с реалната ВАХ /фиг.3/.

В точката, в която апроксимиращата права, пресича абцисната ос се отчита напрежението U0. Целта на апроксимацията е светодиода, който е нелинеен елемент да се замени с еквивалентна схема, включваща само линейни елементи - U0 и R.

Стойността на R се определя от зависимостта:








Получените резултати се нанасят в табл.2. табл.2

Диод

инфрачервен

червен

суперчервен

жълт

зелен

син

U0



















R[Ω]



















ΔW



















Широчината на забранената зона W на полупроводниковия материал, от който е направен съответния светодиод се определя от зависимостта, даваща връзка между дължината на вълната на излъчената светлина  и W.

Дължината на вълната за съответния цвят на светене се взима от учебник или каталог, а получените резултати се нанасят в табл. 2.

Целта на пета точка от заданието е да се наблюдава, кой от СД започва да свети пръв, а при установена стойност на тока да се види, кой от светодиодите свети и колко ярко.

Целта на шеста точка от заданието е да се оразмери най-простата схема на свързване на СД, включваща източник на напрежение, резистор и светодиод. Стойността на напрежението се избира самостоятелно и се определя стойността на резистора, така че протичащият ток да има стойност 10mA.



III.Протокол.

Протоколът трябва да съдържа:

1.Задание.

2.Теоретична част - отговорите на въпросите за предварителна подготовка.

3.Експериментални резултати -това са таблиците с измерените стойности на тока и напрежението.

4.Графична част - тук спадат построените графично на мм. хартия ВАХ. Към графичната част спадат и допълнителните построения към ВАХ, за апроксимацията на характеристиката и определяне на елементите на еквивалентната схема.

5.Изчислителна част -това са изчисленията за определяне на R, U0 и W. Тук влизат и принципната електрическа схема на свързване на СД и изчисленията за определяне на токоограничаващия резистор.

6.Изводи.



Тази част от протокола е най-важна,защото се извършва самостоятелно и показва дали правилно са проведени изследванията и осмислени получените резултати. Тук се записват и резултатите от т.5 на заданието.


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2019
отнасят до администрацията

    Начална страница