Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 6b

Transkrypt

1 Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 6b Temat: Charakterystyki i parametry półprzewodnikowych przyrządów optoelektronicznych. Cel ćwiczenia: Zapoznać z budową, zasadą działania, charakterystykami i parametrami statycznymi i dynamicznymi transoptorów. I. Wymagany zasób wiadomości. Do poprawnego wykonania ćwiczenia niezbędne jest opanowanie wiadomości na temat: 1. Absorbcja i emisja promieniowania świetlnego w półprzewodniku. 2. Zewnętrzne i wewnętrzne zjawisko fotoelektryczne. 3. Energetyczne modele pasmowe półprzewodników w funkcji wektora falowego. 4. Podział półprzewodnikowych przyrządów optoelektronicznych. 5. Fotodetektory i fotoogniwa. 6. Budowa i właściwości fotoelekrtyczne transoptorów. 7. Parametry dynamiczne elementów optoelektronicznych - praca w obwodach przełączających. II. Wykonanie ćwiczenia. 1. Pomiar charakterystyk statycznych transoptora. Na stanowisku laboratoryjnym znajduje się przystawka służąca do pomiaru charakterystyk statycznych i obserwacji czasów przełączania transoptorów. Podczas ćwiczenia dokonywane są pomiary charakterystyk prądowo-napięciowych: wejściowych, przejściowych i wyjściowych. Rys. 1. Schemat elektryczny układu pomiarowego do pomiaru charakterystyk statycznych transoptora. 1

2 Pomiaru charakterystyk statycznych transoptorów wykonuje się w układzie pomiarowym którego schemat przedstawiony jest na rys. 1. W czasie pomiarów badany transoptor umieszczony jest w podstawce Pomiar charakterystyk wejściowych transoptora. 3. Zdjąć charakterystyki wejściowe I we = f(u we ) dla I we od 0 do 10 ma, U wy = 0 V Pomiar charakterystyk przejściowych transoptora. 3. Dla wybranych wartości napięcia wyjściowego U wy (np. 2 V, 3 V ) zdjąć charakterystyki przejściowe I wy = f(i we ), dla I we od 0 do 10 ma, U wy 5 V Pomiar charakterystyk wyjściowych transoptora. 3. Dla wybranych wartości prądu wejściowego I we (np. 3 ma, 6 ma i 9 ma) zdjąć charakterystyki wyjściowe I wy = f(u wy ), przy I we = const. Napięcie wyjściowe zmieniać od 0 V do 5 V. 2. Pomiar parametrów dynamicznych transoptorów. Generator impulsów wzorcowych Kan. A 100ns 10μs 50μs 100Ω 50Ω Obciążenie 430Ω 1000Ω Kan. B 4 3 UCC Kan. A 1 2 Transoptor Kan. B Rys. 2. Płyta czołowa stanowiska do pomiarów parametrów dynamicznych transoptorów. 2

3 Pomiary parametrów dynamicznych transoptorów wykonuje się w przystawce do pomiarów czasów narastania i opadania (rys. 2). Do pomiarów wykorzystany jest oscyloskop dwukanałowy Pomiar parametrów dynamicznych transoptorów. Wstępne ustawienie oscyloskopu: wyzwalanie - kanał A rodzaj pracy - ALT wyzwalanie - sinusoida czułość napięciowa kanału A i B - 1V/cm czułość podstawy czasu - 10 μs/cm wszystkie pozostałe klawisze wyłączone. 1. Badany transoptor umieścić w podstawce. 2. Oscyloskop podłączyć do układu pomiarowego (kanał A podstawki do kanału A oscyloskopu). 3. W kanale A powinno uzyskać się przebieg czasowy z generatora wzorcowego a w kanale B przebieg czasowy z transoptora. 4. Z przebiegu w kanale B oscyloskopu odczytać: czas narastania t r od wartości 10% amplitudy do 90% wartości czas opadania t f od wartości 90% amplitudy do 10% wartości 5. Z przebiegu w kanale B oscyloskopu odczytać czasy narastania i opadania dla różnych wartości obciążenia. 3

4 III. Opracowanie wyników. 1. Wykreślić charakterystyki wejściowe transoptora I we = f(u we ) przy ustalonej wartości U wy. 2. Na podstawie charakterystyki wejściowej określić jaki element optoelektroniczny znajduje się na wejściu transoptora. 3. Wykreślić charakterystyki przejściowe transoptora I wy = f(i we ) przy ustalonej wartości U wy. 4. Wykreślić charakterystyki wyjściowe transoptora I wy = f(u wy ) przy ustalonych wartościach prądu I we. 5. Na podstawie charakterystyki wyjściowej określić jaki element optoelektroniczny znajduje się na wyjściu transoptora. 6. Na podstawie otrzymanych charakterystyk obliczyć współczynnik wzmocnienia prądowego K. 7. Na przerysowanych przebiegach oscyloskopowych (dla kilku wartości obciążenia) zaznaczyć czasy narastania, opadania i przełączania transoptora. 8. Ocenić wpływ obciążenia na własności dynamiczne transoptora. 4

5 Strona tytułowa sprawozdania LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH Grupa... Zespół Nr ćwiczenia... Lp Nazwisko i imię Ocena kol. wst. wyk. ćw Data wykonania ćwiczenia... Prowadzący zajęcia... Data oddania sprawozdania... TEMAT ĆWICZENIA: