Ćwiczenie 1. Parametry statyczne diod LED

Transkrypt

1 Ćwiczenie. Parametry statyczne diod LED. Cel ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi właściwościami i charakterystykami diod LED. Poznanie ograniczeń i sposobu zasilania tego typu diod. Zapoznanie się ze sposobem detekcji promieniowania elektromagnetycznego o różnej częstotliwości (długości fali barwie). Dodatkowo student zapozna się z diodowym wyświetlaczem segmentowym.. Budowa układu Schemat układu zasilania diod LED pokazano na Rys.. Na jednej płytce połączone są różne diody LED, które przełącza się przestawiając zworkę. Zw LED LED Zw LED LED Zas AC Zw LED3 Zworka amp LED3 Zas DC C 00pF C 470uF Led Zw LED4 K LED4 Zw LED5 LED5 Zw LED6 LED6 Zw LED7 LED7 Zw LED8 LED8 Zw LED9 LED9 Zw LED0 LED0 Masa Rpom Rysunek. Schemat połączenia diod LED Rysunek. Widok płytki drukowanej z diodami LED.

2 3. Przygotowanie do zajęć. Przygotowanie do zajęć szacuje się na do 3 godzin. 3.. Materiały źródłowe. [] Wykład z Optoelektroniki. [] A. Pawlaczyk, Elementy i układy optoelektroniczne, WKiŁ, Warszawa 984, strony: [3] M. Rusek, J. Pasierbiński, Elementy i układy elektroniczne w pytaniach i odpowiedziach, WNT, Warszawa, 99, strony: 8-0. [4]. Tietrze, Ch. Schenk, kłady półprzewodnikowe, WNT, Warszawa, 996, strony: 8-9. [5] K. BOOT, S. Hill, Optoelektronika, WKiŁ, Warszawa, 00, strony: 6-0, 95-05, 07-09, Pytania kontrolne.. Rozkład widmowy promieniowania elektromagnetycznego, długość fali a częstotliwość. Podstawowe jednostki świetlne i energetyczne promieniowania: Natężenie napromieniowania, Natężenie promieniowania, Strumień świetlny, Natężenie oświetlenia, Światłość, Luminancja (jasność) 3. Widmowy rozkład diod LED, laserów i żarówek. 4. Podstawowe charakterystyki diod LED: Moc promieniowania od prądu diody, prądowo napięciowa (w kierunku przewodzenia i zaporowym),zmiana długości emitowanej fali od prądu przewodzenia, wpływ temperatury na charakterystykę prądowo napięciową 5. Zasilanie diod LED ograniczenia. 4. Przebieg ćwiczenia 4.. Wyznaczenie charakterystyk prądowo napięciowych diod LED W kierunku przewodzenia Do zacisków ZAS DC dołączyć zasilanie napięciem stałym z dostępnego na stanowisku zasilacza. Do wyznaczenia charakterystyki w kierunku przewodzenia zasilamy układ zgodnie z opisem na płytce. Do zacisków Amp podłączy amperomierz pomiędzy masę a punkt pomiarowy LED podłączy woltomierz. Zmieniając napięcie zasilania zmierzyć napięcie na diodzie w funkcji prądu diody. By nie uszkodzić diody nie wolno przekraczać 0 ma prądu diody Pomiary wykonać dla wszystkich diod dostępnych na płytce przełączając je zworką. 4.. Wyznaczenie charakterystyki prądowo napięciowej segmentowego wyświetlacza diodowego. Podłączyć zasilanie przez rezystor kω do wybranego segmentu wyświetlacza Podłączyć woltomierz tak, by mierzyć spadek napięcia na wybranym segmencie diody Podłączyć amperomierz szeregowo z zasilaniem wyświetlacza ie przekraczać prądu diody 0 ma Wyznaczyć charakterystykę prądowo napięciową wybranego segmentu wyświetlacza w kierunku przewodzenia Pomiary powtórzyć dla kropki wyświetlacza.

3 4.3. Pomiar długości fali emitowanej przez diody LED (wszystkie grupy wykonują pomiar na stanowisku - nstrukcja A) Wykonać pomiary długości emitowanej fali wszystkich diod LED na płytce spektrometrem dostępnym na osobnym stanowisku. Sprawdzić jak wpływa prąd diody LED na długość emitowanej fali. 5. Wnioski Sprawozdanie powinno zawierać:. Rodziny charakterystyk napięciowo prądowych diod LED i wyświetlacza. Wyznaczone napięcia progowe poszczególnych diod 3. Obliczone rezystancje dynamiczne diod dla prądu równego 7 ma. 4. Charakterystyki widmowe diod 5. Wnioski i spostrzeżenia. 3

4 Tabela. Tabela pomiarowa charakterystyk prądowo napięciowych w kierunku przewodzenia LED LED LED 3 LED 4 LED 5 LED 6 LED 7 LED 8 LED 9 LED 0 Wyświetl Wyświetl Tabela. Tabela z wynikami pomiarów parametrów diod LED Diody LED LED LED 3 LED 4 LED 5 LED 6 LED 7 LED 8 LED 9 LED 0 Wyświetl Wyświetl λsr [nm] FWHM [nm] prog R dyn [Ω] 4

5 Ćwiczenie A pomiar parametrów spektralnych diod LED Pomiar długości fali przy której natężenie emitowanej fali jest maksymalne oraz szerokości połówkowej (FWHM) emitowanej przez diody LED. Pomiary przeprowadzamy na oddzielnym stanowisku czas pomiarów: nie więcej niż 0 minut (stanowisku musi być dostępne dla wszystkich grup laboratoryjnych).. Pomiar spektrografem SB ruchomić program SPECTRASTE skrót na pulpicie.. Następnie należy wybrać: File/New/Spectrum Graph. Pojawi się okienko pomiarowe, gdzie można obserwować widmo sygnału optycznego jakie dociera do detektora przez dołączany światłowód..3. Następnie skierować końcówkę światłowodu w kierunku badanego źródła światła. W zależności od natężenia światła ustawić czas próbkowania (ntegration time w lewym górnym rogu) tak, by sygnał był dużo większy od szumu, a z drugiej strony nie był obcinany nasyceniem fotodetektora..4. Dobrać skalę x i y za pomocą przycisków powyżej wykresu.5. Włączyć pojedynczy pomiar za pomocą przycisku 5

6 .6. Pomiar szerokości połówkowej i długości fali dokonujemy ustawiając parametry piku (minimalne natężenie i szerokość) Następnie ustawiamy parametry szukanego piku. Pod wykresem (lub na wykresie w zależności od włączanej opcji pojawią się informacje o znalezionych pikach..7. Jeżeli na jednym wykresie chcemy umieścić więcej przebiegów klikamy ikonę Spectrum Graph lub wciskamy CTRL + G. Na wykresie pojawi się kolejny przebieg.. Przebieg pomiarów... Wykonać pomiary szerokości połówkowych i długości fal dla maksimum natężenia światła dla wszystkich diod (punkty..6) i wpisać do tabeli A... Zdjąć charakterystyki spektralne dostępnych na stanowisku diod LED (na jednym wykresie punkt.7) 6