Badanie charakterystyk detektorów promieniowania elektromagnetycznego.
|
|
- Henryka Michalik
- 6 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki WYDZIAŁ ELEKTRONIKI i TECHNIK INFORMACYJNYCH POLITECHNIKA WARSZAWSKA ul. Koszykowa 75, Warszawa Badanie charakterystyk detektorów promieniowania elektromagnetycznego. Przygotowali: dr inŝ. Agnieszka Mossakowska-Wyszyńska dr inŝ. Marcin Kaczkan Warszawa 2010
2 1. Cel ćwiczenia Zapoznanie się z działaniem detektorów: półprzewodnikowego i fotopowielacza oraz ze sposobami pomiaru ich parametrów, a w szczególności czułości spektralnej. 2. Wprowadzenie Detektory są to elementy fotoczułe, słuŝące do wykrycia i pomiaru mocy promieniowania elektromagnetycznego Zasada działania detektora półprzewodnikowego W wyniku padającego na półprzewodnik promieniowania, moŝe powstać w nim prąd nośników ładunków elektrycznych (zjawisko fotoelektryczne) (rys.1). Rys.1. Schemat detektora. Rys.2. Absorpcja i generacja ładunków w detektorze: a) przejście pasmo-pasmo charakterystyczne dla wewnętrznego zjawiska fotoelektrycznego; b) przejście z poziomu donorowego do pasma przewodzenia dla zewnętrznego zjawiska fotoelektrycznego typu n; c) przejście z pasma walencyjnego do poziomu akceptorowego dla zewnętrznego zjawiska fotoelektrycznego typu p. Absorbowane mogą być fotony o róŝnej energii (w zaleŝności od zastosowanego półprzewodnika i jego domieszkowania), jak pokazano na rys.2. Powstałe w obecności pola 2
3 elektrycznego dziury i elektrony poruszają się w przeciwnych kierunkach. Ze względu na rodzaj wykorzystywanego zjawiska fotoelektrycznego, detektory dzieli się na odbiorniki fotoelektryczne wykorzystujące wewnętrzne zjawisko fotoelektryczne oraz odbiorniki fotoelektryczne wykorzystujące zewnętrzne zjawisko fotoelektryczne. Zjawisko fotoelektryczne wewnętrzne - absorbowane fotony powodują generację par elektron dziura (rys.2a), tym samym wzrasta liczba swobodnych nośników ładunków elektrycznych wewnątrz materiału. Wynikiem tego zjawiska jest zmniejszenie rezystancji właściwej półprzewodnika w stopniu zaleŝnym od mocy padającego promieniowania (zjawisko fotoprzewodnictwa), bądź samoistna polaryzacja ciała (ściślej jego złącza p-n), sprawiająca, Ŝe staje się ono źródłem siły elektromotorycznej (zjawisko fotowoltaiczne). Fotoprzewodnictwo wywołane przejściami z pasma do pasma nazywamy fotoprzewodnictwem samoistnym w odróŝnieniu od fotoprzewodnictwa związanego z domieszkami. Napięcie powstałe na zaciskach złącza przy oświetleniu go fotonami o energii większej od szerokości pasma zabronionego, nazywamy napięciem fotoelektrycznym lub fotowoltaicznym. Zjawisko bezpośredniego przetwarzania energii promienistej na energię elektryczną w złączu p-n nazywamy zjawiskiem fotowoltaicznym. Zjawisko fotoelektryczne wewnętrzne wykorzystywane jest w takich półprzewodnikowych elementach optoelektronicznych jak: fotorezystory, fotoogniwa, fotodiody, fototranzystory, fototyrystory. Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne - padające fotony wybijają elektrony z materii. Wykorzystywane jest ono, między innymi, w próŝniowych komórkach fotoelektrycznych, fotopowielaczach, pasywnych wzmacniaczach obrazu. Rys.3. Współczynniki absorpcji róŝnych półprzewodników 3
4 Na rys. 3 zaprezentowano zaleŝność współczynników absorpcji róŝnych materiałów półprzewodnikowych w funkcji długości fali Klasyfikacja fotodetektorów półprzewodnikowych Istnieje wiele kryteriów klasyfikacji fotodetektorów. Podajemy przykładowe rodzaje klasyfikacji: ze względu na rodzaj wykorzystywanego zjawiska fotoelektrycznego, ze względu na budowę fotodetektora oraz ze względu na zakres widmowy pracy fotodetektora. Do półprzewodnikowych detektorów promieniowania naleŝą miedzy innymi fotodiody, których działanie oparte jest na zjawisku fotoelektrycznym. Ze względu na róŝną budowę fotodiod dzieli się je na diody: konwencjonalne, lawinowe, p-i-n. Fotodiody konwencjonalne zbudowane ze złącza p-n. Są to fotodiody, w których wykorzystuje się zjawisko fotoelektryczne prowadzące do powstania prądu fotoelektrycznego wewnątrz złącza. Na rys.4 pokazano typową konstrukcję tych fotodiod. a) b) kontakt pokrycie antyrefleksyjne kontakt obszar zuboŝony Rys.4. Konwencjonalna fotodioda: a) wygląd zewnętrzny fotodioda p-n BPW20RF VISHAY; b) schemat włączenia fotodiody do obwodu. Aby lepiej pokazać zasadę działania fotodiody, poniŝej zobrazowano rozkład nośników w złączu krzemowym p-n rys.5 oraz złącze oświetlone rys.6. 4
5 Rys.5. Złącze p-n, nośniki swobodne obrysowano pojedynczym kołem: a) przed połączeniem warstw p oraz n; b) po złączeniu warstw złącza. Rys.6. Oświetlone złącze p-n. Padające fotony powodują generacje par elektron dziura tworzących prąd fotoelektryczny. W złączu p-n powstaje prąd fotoelektryczny I p. Fotodioda jest włączona szeregowo w obwód zasilania i spolaryzowana napięciem wstecznym rys.7. a) Rys.7. Zasada działania fotodiody: a) struktura pasma energetycznych z zaznaczonym obszarem dryftu i dyfuzji; b) graficzna prezentacja absorpcji promieniowania; c) schemat podłączenia fotodiody. c) 5
6 Charakterystyki I-U fotodiody dla róŝnych wartości oświetlenia pokazano na rys.8. fotoogniwo fotodioda Rys.8. Charakterystyki prądowo-napięciowe fotodiody konwencjonalnej dla róŝnych wartości oświetlenia, P 1 - moc padającego promieniowania. Przy braku oświetlenia w fotodiodzie płynie niewielki prąd "ciemny" I 0, który tworzą głównie nośniki mniejszościowe. Prąd "jasny" I L, płynący przez oświetlone i spolaryzowane w kierunku wstecznym złącze p-n jest równy I L =I p - I 0. NatęŜenie prądu fotoelektrycznego I p diody konwencjonalnej rośnie proporcjonalnie do wzrostu mocy promieniowania. Konstrukcje struktur fotodiod konwencjonalnych krzemowych dla róŝnych długości fal promieniowania widma detekowanego pokazano na rys.9. Rys.9. Konstrukcje struktur fotodiod konwencjonalnych dla róŝnych długości fal widma detekowanego: a) struktura podstawowa; b) struktura dla detekcji promieniowania krótkofalowego; c) struktura z barierą Shottky ego. 6
7 Struktura na rys.9a jest wykorzystywana na zakres promieniowania 450nm do 600nm, natomiast struktura z rys.9b na zakres około 3µm. W strukturze tej (rys.9b) zastosowano warstwę antyodblaskową o grubości około 0.1µm warstwy SiO 2, która odbija padające nań promieniowanie długofalowe. Struktura z barierą Schottky'ego (rys.9c) detekuje falę o długości 900nm, posiada warstwę antyodblaskową dla promieniowania długofalowego, cienką półprzepuszczalną warstwę metalową dla promieniowania krótkofalowego, dyfuzyjny pierścień ochronny typu p (zapewnia lepszy rozpływ prądów i eliminuje szkodliwe zjawisko przebić krawędziowych) oraz warstwę dwutlenku krzemu o grubości około 0.2µm. Fotodiody z barierą Schottky'ego mogą być wytwarzane o duŝym polu powierzchni światłoczułej. Ze wzrostem wartości napięcia wstecznego polaryzacji wzrasta równieŝ grubość obszaru ładunku przestrzennego, co jest wymagane przy pracy fotodiod na w.cz.. Na rys.10 pokazano złącze w fotodiodzie z barierą Schottky'ego oraz rozkład pasm energetycznych dla połączenia metalu z dwoma rodzajami półprzewodnika. Rys.10. Złącze Schottky'ego, obszar o szerokości W to warstwa zuboŝona. a) powierzchnia metal półprzewodnik typu n przy φs < φm; b) powierzchnia metal półprzewodnik typu p przy φs > φm. Podstawowe charakterystyki krzemowej fotodiody typu BPY12 przedstawiono na rys.11, 12 i 13 (zgodnie z katalogiem Siemens). 7
8 Rys.11. Charakterystyki fotodiody, (od lewej): czułość, prąd fotoelek., rozpraszanie mocy. Rys.12. Charakterystyki fotodiody, (od lewej): prąd ciemny w funkcji napięcia, pojemność, prąd ciemny w funkcji temperatury. Rys.13. Charakterystyka fotodiody - charakterystyka kątowa czułości w funkcji kąta padania promieniowania. 8
9 Fotodioda p-i-n jest to dioda, w której wykorzystuje się zjawisko fotoelektryczne i w której poprzez zastosowanie obszaru wysokorezystywnego "i" (tzw. obszar samoistny) uzyskuje się większą czułość i prędkość działania niŝ w diodach konwencjonalnych (rys.14, 15, 16 i 17). Rys.14. Struktura fotodiody p-i-n: a) symbol graficzny fotodiody; b) struktura z wyprowadzeniami anody A i katody K. Rys.15. Struktura fotodiody p + -i-n + (o obszarach p + oraz n + silnie domieszkowanych). Rys.16. Zasada działania fotodiody p-i-n. W obszarze o samoistnym szerokości W, pod wpływem padającego promieniowania następuje generacja par elektron dziura: a) struktura bariery energetycznej diody spolaryzowanej zaporowo; b) złącze p-i-n. 9
10 BPW34 VISHAY BPW24R VISHAY SFH203 OSRAM Rys.17. Struktury fotodiod p-i-n w obudowach. Przy polaryzacji wstecznej struktury p-i-n, obszar ładunku przestrzennego znajduje się głównie w warstwie typu i. W momencie zajęcia przez ładunek przestrzenny całej warstwy typu i fotodioda zaczyna reprezentować pojemność. Wartość tej pojemności zmienia się przy wzroście napięcia na fotodiodzie tym mniej, im większą rezystywność ma obszar typu i. Taka polaryzacja umoŝliwia skrócenie czasu przelotu dziur i elektronów, a tym samym zwiększenie prędkości działania. Względną charakterystykę widmową czułości diody p-i-n przedstawiono na rys.18. Rys.18. Względna charakterystyka widmowa czułości fotodiody p-i-n typu BPW34 VISHAY. W fotodiodach lawinowych (z ang. avalanche photodiode ADP) wykorzystuje się wewnętrzne zjawisko fotoelektryczne i zjawisko lawinowego powielania nośników ładunku. Strukturę takiej fotodiody pokazano na rys.19 i 20. Rys.19. Krzemowa struktura fotodiody lawinowej: a) symbol graficzny fotodiody; b) struktura z wyprowadzeniami anody A i katody K. 10
11 Rys.20. Struktura fotodiody ADP, która wykazuje wewnętrzne wzmocnienie, realizowane przez lawinowe powielanie generowanych pod wpływem padającego światła nośników. Krzemowe fotodiody lawinowe wskutek występowania w nich powielania nośników ładunku, powstałych w wyniku oświetlania złącza p-n spolaryzowanego wstecznie, charakteryzują się lepszymi własnościami od fotodiod konwencjonalnych, a w szczególności wielokrotnie większą czułością, prędkością działania i sprawnością kwantową wewnętrzną. Do detekcji promieniowania w zakresie bliskiej podczerwieni od 0.8 do 0.6µm są stosowane krzemowe diody lawinowe ze złączem p + -p-n (rys.21). Rys.21. Struktura krzemowej fotodiody lawinowej do detekcji promieniowania w zakresie bliŝszej podczerwieni. Warstwa π-si o duŝej rezystywności umoŝliwia uzyskanie głębokiego obszaru ładunku przestrzennego. Właśnie w niej odbywa się generacja par elektron dziura. W obecności duŝego pola elektrycznego, lawinowe powielanie nośników ładunku zachodzi 11
12 w cienkim złączu p-n +. Aby zapobiec stratom prądu generowanego w tym złączu wykonuje się specjalny pierścień z warstwy n +, jak zaznaczono na rysunku 21 (obszar guard ring ). PoniŜej przedstawiono przykład diod lawinowych oraz ich charakterystyki kwantowej sprawności, rys.22 i 23. Rys.22. Krzemowe fotodiody lawinowe w obudowach, seria C30902 PERKINELMER. Rys.23. Charakterystyki sprawności kwantowej fotodiod lawinowych C30902 PERKINELMER przy róŝnych temperaturach pracy. 12
13 2.3. Budowa i zasada działania fotopowielacza Fotopowielacz jest detektorem fotonowym, w którym następuje zamiana strumienia fotonów na prąd elektronów. Zbudowany jest w postaci lampy próŝniowej zawierającej fotokatodę, dynody (elektrody na których następuje powielanie elektronów), anodę i elementy dodatkowe (np. doprowadzenia elektryczne, soczewka elektronowa). Schemat budowy i zasadę działania typowego fotopowielacza ilustruje rys. 24. U podstaw działania fotopowielacza leŝą: zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne i emisja wtórna elektronów. Rys. 24. Zdjęcie typowej lampy fotopowielacza (po prawej) oraz schemat ilustrujący budowę i zasadę działania (po lewej) Rejestrowane promieniowanie przechodzi przez okienko wejściowe i pada na fotokatodę. JeŜeli energia padającego fotonu E = hν jest większa lub równa pracy wyjścia elektronu W, elektron opuszcza fotokatodę i porusza się z energią kinetyczną E k, której wielkość jest określona zaleŝnością: E = hν = W + E k. Wartość pracy wyjścia elektronu zaleŝy od materiału fotokatody i wyznacza długofalowy zakres spektralny fotopowielacza: λ max =hc/w, gdzie h stała Plancka, c prędkość światła w próŝni. Ograniczenie krótkofalowe zakresu pracy fotopowielaczy wynika z charakterystyki transmisji materiału okienka lampy fotopowielacza, a nie samej fotokatody. Dla fotopowielaczy pracujących w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni fotokatody wykonuje się z półprzewodników lub metali alkalicznych, posiadających niską pracę wyjścia dla elektronów. Innym podstawowym 13
14 parametrem fotokatody jest tzw. wydajność kwantowa, definiowana jako stosunek liczby emitowanych fotoelektronów do liczby padających fotonów. Wydajności kwantowe współczesnych fotopowielaczy z fotokatodą półprzewodnikową są rzędu 20-30%, podczas gdy fotokatody metaliczne charakteryzują się wydajnościami nie przekraczającymi 0,1%. Na rys. 25 pokazane są przykładowe charakterystyki czułości typowych fotopowielaczy firmy Hamamatsu. Rys. 25. Typowe charakterystyki czułości fotopowielaczy firmy Hamamatsu. Elektrony wyemitowane z fotokatody są przyspieszane w polu elektrycznym i kierowane na pierwszą dynodę. W wyniku emisji wtórnej na dynodzie następuje zwielokrotnienie liczby elektronów (wzmocnienie prądu). Elektrony wtórne są przyspieszane w polu elektrycznym i padają na następną dynodę powodując kolejne akty zwielokrotniania ilości elektronów. W rezultacie po wielostopniowym wzmocnieniu do anody dociera lawina elektronów. Efektywność powielania opisuje współczynnik emisji wtórnej δ określający średnią liczbę elektronów wtórnych przypadających na jeden elektron padający. Wielkość δ zaleŝy od róŝnicy potencjałów pomiędzy kolejnymi dynodami U d : δ k U d, gdzie k jest współczynnikiem proporcjonalności. 14
15 Prąd anodowy fotopowielacza osiąga wartość wzmocnioną G-krotnie względem wartości prądu emisji z fotokatody: G = δ N (k U d ) N gdzie N jest ilością stopni powielania elektronów w fotopowielaczu. Powielacz elektronowy składa się z kilku do kilkunastu dynod. Aby elektrony wybite z jednej dynody trafiły w następną i wybiły z niej odpowiednią liczbę elektronów wtórnych kaŝda następna dynoda posiadać musi wyŝszy potencjał elektrostatyczny. Uzyskuje się to poprzez zasilanie fotopowielacza z zasilacza wysokiego napięcia przez oporowy dzielnik napięcia, jak pokazano na rys. 26. Typowe wartości napięcia V przyłoŝone między fotokatodą i anodą wynoszą 1-2 kv, czyli dla fotopowielacza z 10 dynodami róŝnica potencjałów między kolejnymi dynodami jest rzędu V. W praktycznych rozwiązaniach fotopowielaczy stosowane są fotokatody tlenkowo-cezowe (np. Ag-O-Cs) lub stopowe wieloalkaliczne (np. Na-K-Sb-Cs). Liczba stopni powielania elektronów wynosi od 9 do 12, a wartość współczynnika emisji wtórnej dla materiału dynod (stopy Ag-Mb, Sb-Cs lub Cu-Be) jest rzędu 3-5. Uzyskiwane wzmocnienie prądowe osiąga wartości , a czułość anodowa fotopowielacza moŝe dochodzić do 10 5 A/lm. KATODA DYNODY ANODA WYJŚCIE ZASILACZ Rys. 26. Schemat typowego układu zasilania fotopowielacza 2.4. Parametry fotodetektorów Fotodetektory opisuje się podając ich parametry fotoelektryczne, mechaniczne oraz inne. Do głównych parametrów fotoelektrycznych naleŝą: czułość fotodetektora, detekcyjność oraz detekcyjność znormalizowana. Parametry mechaniczne określają rodzaj stosowanej obudowy i jej wymiary, masę fotodetektora oraz jego powierzchnię światłoczułą, której wielkość rzutuje na inne parametry. 15
16 Większość fotodetektorów pracuje w zakresie, w którym wyjściowy sygnał elektryczny jest proporcjonalny do sygnału padającego nań promieniowania. Stosunek przyrostów tych sygnałów nosi nazwę czułości. W zaleŝności od rodzaju sygnału wyjściowego wyróŝniamy: Czułość napięciową S n gdzie: U p - napięcie fotowoltaiczne, - moc promieniowania P e oraz czułość prądową S I gdzie: I p - prąd fotoelektryczny, - moc promieniowania. P e S S n I U p = P e e I p = P Czułość fotodetektora zaleŝy od długości fali padającego promieniowania λ, częstotliwości modulacji promieniowania f, powierzchni światłoczułej A, a takŝe od rezystancji obciąŝenia R L. Ze względu na zaleŝność czułości od długości fali, zwykle podawana jest monochromatyczna czułość widmowa dla określonej długości fali. Kolejnym parametrem fotodetektorów jest moc równowaŝna szumom NEP (od ang. Noise Equivalent Power) czyli najmniejsza moc promieniowania, która moŝe być odebrana przez fotodetektor. Mówiąc inaczej, jest to taka moc padająca na fotodetektor, dla której stosunek sygnału do szumu jest równy jedności. Przy danej mocy promieniowania padającego na fotodetektor większy sygnał na wyjściu uzyskuje się w fotodetektorze o większej czułości, jednakŝe mniejszą moc moŝna wykryć za pomocą tego fotodetektora, który ma mniejszą moc równowaŝną szumowi. Odwrotność mocy równowaŝnej szumom nazywana jest detekcyjnością D. Detekcyjność charakteryzuje zdolność fotodetektora do reagowania na najmniejszą moc promieniowania elektromagnetycznego 1 D =. NEP ZaleŜy ona od tych samych parametrów co i czułość S. Detekcyjność znormalizowana D * dla danej długości fali jest to odwrotność mocy równowaŝnej szumom pomnoŝonej przez pierwiastek z iloczynu powierzchni detektora przez szerokość pasma detekcji * A f D =, NEP 16
17 gdzie: A - pole powierzchni detektora, f - szerokość pasma detekcji, NEP - moc równowaŝna szumom. Charakterystyki widmowe detekcyjności fotodetektorów wykonanych z róŝnych materiałów, działających w oparciu o zjawisko fotoprzewodnictwa i fotowoltaiczne, przedstawiono na rys.27. Rys.27. Charakterystyki widmowe detekcyjności fotodetektorów: a) fotoprzewodnościowych; b) fotowoltaicznych. KaŜdy fotodetektor pracuje w typowym dla niego widmowym zakresie pracy, który jest częścią jego charakterystyki widmowej. Charakterystyka ta wyraŝa zaleŝność czułości elementu w funkcji długości fali padającego nań promieniowania monochromatycznego rys
18 Rys.28. Charakterystyka widmowa foto-detektora krzemowego z zaznaczonymi wartościami charakterystycznych parametrów. Charakterystykę widmową opisuje się zazwyczaj podając graniczne długości fali λ 0, λ max (czułość osiąga maksimum) oraz długość fali λ 1/2, dla której czułość spada do połowy swojej wartości maksymalnej. Z punktu widzenia właściwego wyboru warunków pracy fotodetektora najbardziej przydatna jest charakterystyka prądowo-napięciowa, a właściwie rodzina tych charakterystyk dla róŝnych wartości natęŝenia padającego nań promieniowania. Ogólnie moŝna ją zapisać jako f I = ( U ) gdzie: I - natęŝenie prądu przepływającego przez fotodetektor, U - napięcie na zaciskach fotodetektora, I e - natęŝenie promieniowania padającego na fotodetektor. I e Charakterystyka prądowo-napięciowa pozwala wyznaczyć zakresy pracy poszczególnych fotodetektorów oraz punkty pracy przy określonym obciąŝeniu. Na podstawie rodziny charakterystyk prądowo-napięciowych moŝna ponadto określić czułość fotodetektora oraz maksymalne, moŝliwe do uzyskania, wartości amplitud prądu i napięcia. Poza wymienionymi wspólnymi parametrami elektrycznymi, kaŝdy rodzaj fotodetektorów ma swoje specyficzne parametry w związku z odmiennym funkcjonowaniem. Dla fotodiod, na przykład, istotną wielkością jest maksymalne napięcie wsteczne, a dla fotoogniw wartość napięcia nieobciąŝonego fotoogniwa oraz wartość jego prądu zwarcia, inne wielkości definiuje się dla fototranzystorów. Wszystkie te wielkości, zarówno prądy, jak i napięcia, są związane z charakterystykami prądowo-napięciowymi tych fotodetektorów. Częstotliwość graniczna f g jest to taka częstotliwość modulacji promieniowania, przy której sygnał fotodetektora maleje o 3 db w stosunku do maksymalnej wartości. Prędkość działania fotodetektorów jest określona przez częstotliwość graniczną lub czas narastania oraz opadania impulsu prądu fotoelektrycznego będącego odpowiedzią na prostokątny impuls świetlny. Ilustruje to rys.29, na którym zastosowano następujące oznaczenia: I p - prąd fotoelektryczny (lub fotoprąd); t - czas; t i - czas trwania impulsu prądu 18
19 fotoelektrycznego; t r - czas narastania impulsu prądu fotoelektrycznego; t f - czas opadania impulsu prądu fotoelektrycznego. amplituda t i Rys.29. Typowa odpowiedź detektora na: a) impuls fotoelektryczny, b) kwadratowy impuls fotoelektryczny. Czas narastania impulsu prądu fotoelektrycznego t r jest to czas między momentami, w których impuls prądu fotoelektrycznego narasta od wartości 0.1 do wartości 0.9 amplitudy impulsu prądu fotoelektrycznego przy określonej rezystancji obciąŝenia, określonym napięciu polaryzacji, określonej długości fali i amplitudzie impulsu prądu fotoelektrycznego (rys.29). Czas narastania impulsu prądu fotoelektrycznego t r oraz częstotliwość graniczna f g są związane następującą zaleŝnością empiryczną f g =0.35 t r. Czas opadania impulsu prądu fotoelektrycznego t f jest to czas między momentami, w którym impuls prądu fotoelektrycznego opada od wartości 0.9 do wartości 0.1 amplitudy impulsu prądu fotoelektrycznego przy określonej rezystancji obciąŝenia, napięcia polaryzacji, długości fali i amplitudzie impulsu prądu fotoelektrycznego (rys.29). 19
20 3. Cześć zadaniowa Laboratorium obejmuje zbadanie dwóch rodzajów detektorów fotodiody półprzewodnikowej i fotopowielacza. Podczas ćwiczenia naleŝy wykonać pomiar czułości spektralnej wybranego detektora korzystając z następującego układu pomiarowego (rys.30): Rys.30. Schemat układu pomiarowego: ZS - zasilacz stabilizowany, Ź źródło promieniowania, S - soczewka skupiająca, M - monochromator, D - detektor promieniowania, MMP - miernik mocy promieniowania, K - komputer. Ćwiczenie składa się z dwóch części: 1. projektowej, w której naleŝy zaprojektować pomiar czułości spektralnej detektora uwzględniając dyspersję monochromatora; 2. pomiarowej, w której naleŝy wykonać następujące czynności: - justowanie toru optycznego, - wykonanie pomiaru charakterystyki spektralnej detektora, - zapisanie punktów pomiarowych do trzykolumnowego pliku DANE.DAT zawierającego (kolumna 1: długość fali w nanometrach, kolumna 2: zmierzona moc promieniowania dla temperatury źródła T1, kolumna 3: zmierzona moc promieniowania dla temperatury źródła T2), - obliczenie czułości spektralnej przy pomocy programu DETEKTOR.exe, - wykreślenie charakterystyki spektralnej detektora określającej czułość spektralną, - pomiar charakterystyk prądowo-napięciowych fotopowielacza dla róŝnych mocy i długości fali promieniowania świetlnego Sprawozdanie powinno zawierać: tytuł ćwiczenia, datę, imiona i nazwiska członków zespołu, parametry pomiaru (szerokość szczeliny, temperatury źródła dla odpowiednich napięć zasilających zgodnie z rys. 31), krótko sformułowany projekt pomiaru z odpowiednią zaleŝnością, zmierzone charakterystyki i wnioski. 20
21 Rys.31. Wykres temperatury źródła promieniowania w funkcji napięcia zasilania w ustalonych warunkach. Ćwiczenie kończy omówienie uzyskanych wyników oraz wspólna analiza błędów pomiarowych. 4. Literatura 1. J.Cieślak "Półprzewodnikowe elementy optoelektroniczne," WMON, A.Pawlaczyk "Elementy i układy optoelektroniczne," WKŁ, R.Kingston, Optical Sources, Detectors, and Systems, AP, U.Tietze, Układy półprzewodnikowe, WNT, S.Patela, Detektory, Pol. Wroc., M.Johnson, Photodetection and Measurement, McGraw Hill, J.Liu, Photonic Devices, Cambridge UP, E.Rosencher, Optoelectronics, Cambridge UP, M.Grundmann, The Physics of Semiconductors, Springer-Verlag, R.Quimby, Photonics and Lasers, John Wiley & Sons,
WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA
WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA INSTYTUT OPTOELEKTRONIKI LABORATORIUM DETEKCJI SYGNAŁÓW OPTYCZNYCH GRUPA:.. Skład podgrupy nr... 1.. 2.. 3.. 4.. 5.. 6.. PROTOKÓŁ DO ĆWICZENIA nr.. Temat ćwiczenia: Pomiary
Bardziej szczegółowoRekapitulacja. Detekcja światła. Rekapitulacja. Rekapitulacja
Rekapitulacja Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje: czwartek
Bardziej szczegółowoFotodetektory. Fotodetektor to przyrząd, który mierzy strumień fotonów bądź moc optyczną przetwarzając energię fotonów na inny użyteczny sygnał
FOTODETEKTORY Fotodetektory Fotodetektor to przyrząd, który mierzy strumień fotonów bądź moc optyczną przetwarzając energię fotonów na inny użyteczny sygnał - detektory termiczne, wykorzystują zmiany temperatury
Bardziej szczegółowoFotoelementy. Symbole graficzne półprzewodnikowych elementów optoelektronicznych: a) fotoogniwo b) fotorezystor
Fotoelementy Wstęp W wielu dziedzinach techniki zachodzi potrzeba rejestracji, wykrywania i pomiaru natężenia promieniowania elektromagnetycznego o różnych długościach fal, w tym i promieniowania widzialnego,
Bardziej szczegółowoRepeta z wykładu nr 8. Detekcja światła. Przypomnienie. Efekt fotoelektryczny
Repeta z wykładu nr 8 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 przegląd detektorów
Bardziej szczegółowoIA. Fotodioda. Cel ćwiczenia: Pomiar charakterystyk prądowo - napięciowych fotodiody.
1 A. Fotodioda Cel ćwiczenia: Pomiar charakterystyk prądowo - napięciowych fotodiody. Zagadnienia: Efekt fotowoltaiczny, złącze p-n Wprowadzenie Fotodioda jest urządzeniem półprzewodnikowym w którym zachodzi
Bardziej szczegółowoĆwiczenie nr 34. Badanie elementów optoelektronicznych
Ćwiczenie nr 34 Badanie elementów optoelektronicznych 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z elementami optoelektronicznymi oraz ich podstawowymi parametrami, a także doświadczalne sprawdzenie
Bardziej szczegółowoBADANIE FOTOPOWIELACZA
BDNIE FOTOPOWIELCZ I. Cel ćwiczenia: zapoznanie z budową, przeznaczeniem i zastosowaniem fotopowielacza oraz ze zjawiskiem fotoelektrycznym zewnętrznym. II. Przyrządy: zasilacz wysokiego napięcia ZWN-41
Bardziej szczegółowoRepeta z wykładu nr 6. Detekcja światła. Plan na dzisiaj. Metal-półprzewodnik
Repeta z wykładu nr 6 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 - kontakt omowy
Bardziej szczegółowo1 Źródła i detektory. I. Badanie charakterystyki spektralnej nietermicznych źródeł promieniowania elektromagnetycznego
1 I. Badanie charakterystyki spektralnej nietermicznych źródeł promieniowania elektromagnetycznego Cel ćwiczenia: Wyznaczenie charakterystyki spektralnej nietermicznego źródła promieniowania (dioda LD
Bardziej szczegółowoInstrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 13
Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 13 Temat: Charakterystyki i parametry dyskretnych półprzewodnikowych przyrządów optoelektronicznych Cel ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest poznanie budowy, zasady
Bardziej szczegółowoBADANIE ZEWNĘTRZNEGO ZJAWISKA FOTOELEKTRYCZNEGO
ĆWICZENIE 91 BADANIE ZEWNĘTRZNEGO ZJAWISKA FOTOELEKTRYCZNEGO Cel ćwiczenia: Wyznaczenie charakterystyki prądowo napięciowej I(U) fotokomórki w zależności od wartości strumienia promieniowania padającego;
Bardziej szczegółowoWYZNACZANIE STAŁEJ PLANCKA Z POMIARU CHARAKTERYSTYK PRĄDOWO-NAPIĘCIOWYCH DIOD ELEKTROLUMINESCENCYJNYCH. Irena Jankowska-Sumara, Magdalena Krupska
1 II PRACOWNIA FIZYCZNA: FIZYKA ATOMOWA Z POMIARU CHARAKTERYSTYK PRĄDOWO-NAPIĘCIOWYCH DIOD ELEKTROLUMINESCENCYJNYCH Irena Jankowska-Sumara, Magdalena Krupska Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest wyznaczenie
Bardziej szczegółowoInstrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 13
Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 13 Temat: Charakterystyki i parametry dyskretnych półprzewodnikowych przyrządów optoelektronicznych Cel ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest poznanie budowy, zasady
Bardziej szczegółowoWykład VII Detektory I
Wykład VII Detektory I Rodzaje detektorów Parametry detektorów Sygnał na wyjściu detektora zależy od długości fali (l), powierzchni światłoczułej (A) i częstości modulacji (f), polaryzacji (niech opisuje
Bardziej szczegółowoLABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ
Politechnika Lubelska Wydział Elektrotechniki i Informatyki Katedra Urządzeń Elektrycznych i TWN 20-618 Lublin, ul. Nadbystrzycka 38A www.kueitwn.pollub.pl LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ Podstawy
Bardziej szczegółowoWydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej STUDIA DZIENNE. Wpływ oświetlenia na półprzewodnik oraz na złącze p-n
Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej STUDA DZENNE LABORATORUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNKOWYCH Ćwiczenie nr 5 Wpływ oświetlenia na półprzewodnik oraz na złącze p-n. Zagadnienia
Bardziej szczegółowoLASERY I ICH ZASTOSOWANIE
LASERY I ICH ZASTOSOWANIE Laboratorium Instrukcja do ćwiczenia nr 13 Temat: Biostymulacja laserowa Istotą biostymulacji laserowej jest napromieniowanie punktów akupunkturowych ciągłym, monochromatycznym
Bardziej szczegółowo7. Tyrystory. Tyrystor SCR (Silicon Controlled Rectifier)
7. Tyrystory 1 Tyrystory są półprzewodnikowymi przyrządami mocy pracującymi jako łączniki dwustanowe to znaczy posiadające stan włączenia (charakteryzujący się małą rezystancją) i stan wyłączenia (o dużej
Bardziej szczegółowoDioda półprzewodnikowa
COACH 10 Dioda półprzewodnikowa Program: Coach 6 Projekt: na MN060c CMA Coach Projects\PTSN Coach 6\ Elektronika\dioda_2.cma Przykład wyników: dioda2_2.cmr Cel ćwiczenia - Pokazanie działania diody - Wyznaczenie
Bardziej szczegółowoŹródła i 1detektory IV. ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE WEWNĘTRZNE W PÓŁPRZEWODNIKACH.
Źródła i 1detektory IV. ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE WEWNĘTRZNE W PÓŁPRZEWONIKACH. Cel ćwiczenia: Wyznaczenie podstawowych parametrów spektralnych fotoprzewodzącego detektora podczerwieni. Opis stanowiska:
Bardziej szczegółowoSYMBOLE GRAFICZNE. Tyrystory. Struktura Charakterystyka Opis
SYMBOLE GRAFICZNE y Nazwa triasowy blokujący wstecznie SCR asymetryczny ASCR Symbol graficzny Struktura Charakterystyka Opis triasowy blokujący wstecznie SCR ma strukturę czterowarstwową pnpn lub npnp.
Bardziej szczegółowoElementy optoelektroniczne. Przygotował: Witold Skowroński
Elementy optoelektroniczne Przygotował: Witold Skowroński Plan prezentacji Wstęp Diody świecące LED, Wyświetlacze LED Fotodiody Fotorezystory Fototranzystory Transoptory Dioda LED Dioda LED z elektrycznego
Bardziej szczegółowoElementy optoelektroniczne. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.
Elementy optoelektroniczne Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego. Półprzewodnikowe elementy optoelektroniczne Są one elementami sterowanymi natężeniem
Bardziej szczegółowoWybrane elementy optoelektroniczne. 1. Dioda elektroluminiscencyjna LED 2. Fotodetektory 3. Transoptory 4. Wskaźniki optyczne 5.
Wybrane elementy optoelektroniczne 1. Dioda elektroluminiscencyjna LED 2. Fotodetektory 3. Transoptory 4. Wskaźniki optyczne 5. Podsumowanie a) b) Light Emitting Diode Diody elektrolumiscencyjne Light
Bardziej szczegółowoUNIWERSYTET SZCZECIŃSKI INSTYTUT FIZYKI ZAKŁAD FIZYKI CIAŁA STAŁEGO. Ćwiczenie laboratoryjne Nr.2. Elektroluminescencja
UNIWERSYTET SZCZECIŃSKI INSTYTUT FIZYKI ZAKŁAD FIZYKI CIAŁA STAŁEGO Ćwiczenie laboratoryjne Nr.2 Elektroluminescencja SZCZECIN 2002 WSTĘP Mianem elektroluminescencji określamy zjawisko emisji spontanicznej
Bardziej szczegółowoInstrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 7
Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 7 Temat: Badanie właściwości elektrycznych półprzewodnikowych przyrządów optoelektronicznych.. Cel ćwiczenia: Poznanie budowy, zasady działania, charakterystyk
Bardziej szczegółowoRepeta z wykładu nr 5. Detekcja światła. Plan na dzisiaj. Złącze p-n. złącze p-n
Repeta z wykładu nr 5 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje:
Bardziej szczegółowoZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE. Edyta Karpicka WPPT/FT/Optometria
ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE Edyta Karpicka 150866 WPPT/FT/Optometria Plan prezentacji 1. Historia odkrycia zjawiska fotoelektrycznego 2. Badanie zjawiska fotoelektrycznego 3. Maksymalna energia kinetyczna
Bardziej szczegółowoBadanie detektorów promieniowania optycznego
LABORATORIUM OPTOELEKTRONIKI Ćwiczenie 10 Badanie detektorów promieniowania optycznego Cel ćwiczenia: Zapoznanie studentów z podstawowymi charakterystykami detektorów. promieniowania optycznego. Badane
Bardziej szczegółowoĆwiczenie E17 BADANIE CHARAKTERYSTYK PRĄDOWO-NAPIĘCIOWYCH MODUŁU OGNIW FOTOWOLTAICZNYCH I SPRAWNOŚCI KONWERSJI ENERGII PADAJĄCEGO PROMIENIOWANIA
Ćwiczenie E17 BADANIE CHARAKTERYSTYK PRĄDOWO-NAPIĘCIOWYCH MODUŁU OGNIW FOTOWOLTAICZNYCH I SPRAWNOŚCI KONWERSJI ENERGII PADAJĄCEGO PROMIENIOWANIA Cel: Celem ćwiczenia jest zbadanie charakterystyk prądowo
Bardziej szczegółowoLABORATORIUM Miernictwa elementów optoelektronicznych
Ćw. 4. Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki LABORATORIUM Miernictwa elementów optoelektronicznych Pomiary częstotliwościowe detektorów opis ćwiczenia Opracował zespół: pod kierunkiem Damiana Radziewicza
Bardziej szczegółowoII. Badanie charakterystyki spektralnej źródła termicznego promieniowania elektromagnetycznego
1 II. Badanie charakterystyki spektralnej źródła termicznego promieniowania elektromagnetycznego Cel ćwiczenia: Wyznaczenie charakterystyki spektralnej termicznego źródła promieniowania (lampa halogenowa)
Bardziej szczegółowo( ) u( λ) w( f) Sygnał detektora
PARAMETRY DETEKTORÓW FOTOELEKTRYCZNYCH Sygnał detektora V = V(b,f, λ,j,a) b f λ J A - polaryzacja, - częstotliwość modulacji, - długość fali, - strumień (moc) padającego promieniowania, - pole powierzchni
Bardziej szczegółowoLaboratorium Elementów Elektronicznych. Sprawozdanie nr Charakterystyki i parametry dyskretnych półprzewodnikowych.
Laboratorium Elementów Elektronicznych Sprawozdanie nr 7 Tematy ćwiczeń: 13. Charakterystyki i parametry dyskretnych półprzewodnikowych przyrządów optoelektronicznych 14. Charakterystyki i parametry transoptorów
Bardziej szczegółowoEfekt fotoelektryczny
Ćwiczenie 82 Efekt fotoelektryczny Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest obserwacja efektu fotoelektrycznego: wybijania elektronów z metalu przez światło o różnej częstości (barwie). Pomiar energii kinetycznej
Bardziej szczegółowoŹródła i detektory IV. ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE WEWNĘTRZNE W PÓŁPRZEWODNIKACH.
IV. ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE WEWNĘTRZNE W PÓŁPRZEWONIKACH. Cel ćwiczenia: Wyznaczenie podstawowych parametrów spektralnych fotoprzewodzącego detektora podczerwieni. Opis stanowiska: Monochromator-SPM-2
Bardziej szczegółowoLABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH
Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej STUDIA DZIENNE Ćwiczenie nr 8 Wpływ oświetlenia na półprzewodnik oraz na złącze p-n I. Zagadnienia do samodzielnego przygotowania
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 1. Parametry statyczne diod LED
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
Bardziej szczegółowoBADANIE CHARAKTERYSTYK FOTOELEMENTU
Ćwiczenie E7 BADANIE CHARAKTERYSTYK FOTOELEMENTU Przyrzady: Przyrząd do badania zjawiska fotoelektrycznego, płytki absorbenta suwmiarka, fotoelementy (fotoopór, fotodioda, lub fototranzystor). Zjawisko
Bardziej szczegółowoBadanie charakterystyk elementów półprzewodnikowych
Badanie charakterystyk elementów półprzewodnikowych W ramach ćwiczenia student poznaje praktyczne właściwości elementów półprzewodnikowych stosowanych w elektronice przez badanie charakterystyk diody oraz
Bardziej szczegółowoStanowisko do badania zjawiska tłumienia światła w ośrodkach materialnych
Stanowisko do badania zjawiska tłumienia światła w ośrodkach materialnych Na rys. 3.1 przedstawiono widok wykorzystywanego w ćwiczeniu stanowiska pomiarowego do badania zjawiska tłumienia światła w ośrodkach
Bardziej szczegółowoInstrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 6a
Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 6a Temat: Charakterystyki i parametry półprzewodnikowych przyrządów optoelektronicznych. Cel ćwiczenia: Zapoznać z budową, zasadą działania, charakterystykami
Bardziej szczegółowoFotodetektor. Odpowiedź detektora światłowodowego. Nachylenie (czułość) ~0.9 ma/mw. nachylenie = czułość (ma/mw) Prąd wyjściowy (ma)
Detektory Prezentacja zawiera kopie folii omawianych na wykładzie. Niniejsze opracowanie chronione jest prawem autorskim. Wykorzystanie niekomercyjne dozwolone pod warunkiem podania źródła. Sergiusz Patela
Bardziej szczegółowoZakres wykładu. Detekcja światła. Zakres wykładu. Zakres wykładu
Zakres wykładu Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje: czwartek
Bardziej szczegółowoE12. Wyznaczanie parametrów użytkowych fotoogniwa
1/5 E12. Wyznaczanie parametrów użytkowych fotoogniwa Celem ćwiczenia jest poznanie podstaw zjawiska konwersji energii świetlnej na elektryczną, zasad działania fotoogniwa oraz wyznaczenie jego podstawowych
Bardziej szczegółowoBADANIE PROMIENIOWANIA CIAŁA DOSKONALE CZARNEGO
ZADANIE 9 BADANIE PROMIENIOWANIA CIAŁA DOSKONALE CZARNEGO Wstęp KaŜde ciało o temperaturze wyŝszej niŝ K promieniuje energię w postaci fal elektromagnetycznych. Widmowa zdolność emisyjną ciała o temperaturze
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 1 LABORATORIUM ELEKTRONIKI POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH
LABORAORUM ELEKRONK Ćwiczenie 1 Parametry statyczne diod półprzewodnikowych Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie statycznych charakterystyk podstawowych typów diod półprzewodnikowych oraz zapoznanie
Bardziej szczegółowoWykład VIII. Detektory fotonowe
Wykład VIII Detektory fotonowe Półprzewodnik w polu elektrycznym dep F dx dv e ( x) ( e) dx dv ( x) dx ( x) const c V cx E p cex Detektory fotoprzewodzące ( t) q[ n( t) p( t) ] n p n p g op n ( t) qg op
Bardziej szczegółowoEFEKT FOTOWOLTAICZNY OGNIWO SŁONECZNE
ĆWICZENIE 104 EFEKT FOTOWOLTAICZNY OGNIWO SŁONECZNE Cel ćwiczenia: Wyznaczenie charakterystyki prądowo napięciowej I(V) ogniwa słonecznego przed i po oświetleniu światłem widzialnym; prądu zwarcia, napięcia
Bardziej szczegółowoRys.2. Schemat działania fotoogniwa.
Ćwiczenie E16 BADANIE NATĘŻENIA PRĄDU FOTOELEKTRYCZNEGO W ZALEŻNOŚCI OD ODLEGŁOŚCI ŹRÓDŁA ŚWIATŁA Cel: Celem ćwiczenia jest zbadanie zależności natężenia prądu generowanego światłem w fotoogniwie od odległości
Bardziej szczegółowoWYKORZYSTANIE FOTOPRZETWORNIKÓW W UKŁADACH AUTOMATYKI.
Pracownia Automatyki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 4 str. 1/1 ĆWICZENIE 4 WYKORZYSTANIE FOTOPRZETWORNIKÓW W UKŁADACH AUTOMATYKI. 1. CEL ĆWICZENIA: zapoznanie się z zasadą działania podstawowych fotoprzetworników,
Bardziej szczegółowo7. TYRYSTORY 7.1. WSTĘP
7. TYRYSTORY 7.1. WSTĘP Tyrystory są półprzewodnikowymi przyrządami mocy pracującymi jako łączniki dwustanowe, tj. mające stan włączenia (charakteryzujący się małą rezystancją) i stan wyłączenia (o dużej
Bardziej szczegółowoWIECZOROWE STUDIA NIESTACJONARNE LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH
POLITECHNIKA WARSZAWSKA Instytut Radioelektroniki Zakład Radiokomunikacji WIECZOROWE STUDIA NIESTACJONARNE Semestr III LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH Ćwiczenie Temat: Badanie wzmacniacza operacyjnego
Bardziej szczegółowoIMPULSOWY PRZEKSZTAŁTNIK ENERGII Z TRANZYSTOREM SZEREGOWYM
Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego. IMPSOWY PRZEKSZTAŁTNIK ENERGII Z TRANZYSTOREM SZEREGOWYM Przekształtnik impulsowy z tranzystorem szeregowym słuŝy do przetwarzania energii prądu jednokierunkowego
Bardziej szczegółowoZłącze p-n powstaje wtedy, gdy w krysztale półprzewodnika wytworzone zostaną dwa obszary o odmiennym typie przewodnictwa p i n. Nośniki większościowe
Diody Dioda jest to przyrząd elektroniczny z dwiema elektrodami mający niesymetryczna charakterystykę prądu płynącego na wyjściu w funkcji napięcia na wejściu. Symbole graficzne diody, półprzewodnikowej
Bardziej szczegółowoPOLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT FIZYKI. Efekt fotowoltaiczny i fotoprzewodnictwo Badanie fotodiody i fotoopornika
POLITECHNIKA ŁÓDZKA INTYTUT FIZYKI LABORATORIUM FIZYKI FAZY KONDENOWANEJ Ćwiczenie 4 Efekt fotowoltaiczny i fotoprzewodnictwo Badanie fotodiody i fotoopornika Cel ćwiczenia Badanie fotodiody 1. W układzie
Bardziej szczegółowo3. ZŁĄCZE p-n 3.1. BUDOWA ZŁĄCZA
3. ZŁĄCZE p-n 3.1. BUDOWA ZŁĄCZA Złącze p-n jest to obszar półprzewodnika monokrystalicznego utworzony przez dwie graniczące ze sobą warstwy jedną typu p i drugą typu n. Na rysunku 3.1 przedstawiono uproszczony
Bardziej szczegółowoL E D light emitting diode
Elektrotechnika Studia niestacjonarne L E D light emitting diode Wg PN-90/E-01005. Technika świetlna. Terminologia. (845-04-40) Dioda elektroluminescencyjna; dioda świecąca; LED element półprzewodnikowy
Bardziej szczegółowoEFEKT FOTOELEKTRYCZNY ZEWNĘTRZNY
ĆWICZENIE 91 EFEKT FOTOELEKTRYCZNY ZEWNĘTRZNY Instrukcja wykonawcza 1. Wykaz przyrządów 1. Monochromator 5. Zasilacz stabilizowany oświetlacza. Oświetlacz 6. Zasilacz fotokomórki 3. Woltomierz napięcia
Bardziej szczegółowoZworka amp. C 1 470uF. C2 100pF. Masa. R pom Rysunek 1. Schemat połączenia diod LED. Rysunek 2. Widok płytki drukowanej z diodami LED.
Ćwiczenie. Parametry dynamiczne detektorów i diod LED. Cel ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi parametrami dynamicznymi diod LED oraz detektorów. Poznanie możliwych do uzyskania
Bardziej szczegółowoRepeta z wykładu nr 2. Detekcja światła. Parametry fotodetektorów. Co to jest detektor?
Repeta z wykładu nr 2 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje:
Bardziej szczegółowoLABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ
Politechnika Lubelska Wydział Elektrotechniki i Informatyki Katedra Urządzeń Elektrycznych i TWN 20-618 Lublin, ul. Nadbystrzycka 38A www.kueitwn.pollub.pl LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ Protokół
Bardziej szczegółowoIV. Wyznaczenie parametrów ogniwa słonecznego
1 V. Wyznaczenie parametrów ogniwa słonecznego Cel ćwiczenia: 1.Zbadanie zależności fotoprądu zwarcia i fotonapięcia zwarcia od natężenia oświetlenia. 2. Wyznaczenie sprawności energetycznej baterii słonecznej.
Bardziej szczegółowoWFiIS. Wstęp teoretyczny:
WFiIS PRACOWNIA FIZYCZNA I i II Imię i nazwisko: 1. 2. TEMAT: ROK GRUPA ZESPÓŁ NR ĆWICZENIA Data wykonania: Data oddania: Zwrot do poprawy: Data oddania: Data zliczenia: OCENA Cel ćwiczenia: Wyznaczenie
Bardziej szczegółowoOptyczne elementy aktywne
Optyczne elementy aktywne Źródła optyczne Diody elektroluminescencyjne Diody laserowe Odbiorniki optyczne Fotodioda PIN Fotodioda APD Generowanie światła kontakt metalowy typ n GaAs podłoże typ n typ n
Bardziej szczegółowoDiody, tranzystory, tyrystory. Materiały pomocnicze do zajęć.
Diody, tranzystory, tyrystory Materiały pomocnicze do zajęć. Złącze PN stanowi podstawę diod półprzewodnikowych. Rozpatrzmy właściwości złącza poddanego napięciu. Na poniŝszym rysunku pokazano złącze PN,
Bardziej szczegółowoOptyka instrumentalna
Optyka instrumentalna wykład 12 25 maja 2017 Wykład 11 Wiązki przyosiowe Wyższego rzędu TEM mn (Gaussa-Hermite a) Elementy optyczne w działaniu na wiązki Prawo ABCD dla wiązek gaussowskich Ogniskowanie
Bardziej szczegółowoUrządzenia półprzewodnikowe
Urządzenia półprzewodnikowe Diody: - prostownicza - Zenera - pojemnościowa - Schottky'ego - tunelowa - elektroluminescencyjna - LED - fotodioda półprzewodnikowa Tranzystory - tranzystor bipolarny - tranzystor
Bardziej szczegółowo1 Źródła i detektory VI. FOTOTRANZYSTOR
1 Wprowadzenie. VI. FOTOTRANZYSTOR Nazwa tranzystor pochodzi z języka angielskiego: transistor - transferring an electrical signal across a resistor. (transfer sygnału elektrycznego przez rezystancję).
Bardziej szczegółowoStanowisko do pomiaru fotoprzewodnictwa
Stanowisko do pomiaru fotoprzewodnictwa Kraków 2008 Układ pomiarowy. Pomiar czułości widmowej fotodetektorów polega na pomiarze fotoprądu w funkcji długości padającego na detektor promieniowania. Stanowisko
Bardziej szczegółowoBadanie schematu rozpadu jodu 128 J
J8A Badanie schematu rozpadu jodu 128 J Celem doświadczenie jest wyznaczenie schematu rozpadu jodu 128 J Wiadomości ogólne 1. Oddziaływanie kwantów γ z materią (1,3) a/ efekt fotoelektryczny b/ efekt Comptona
Bardziej szczegółowoIII. TRANZYSTOR BIPOLARNY
1. TRANZYSTOR BPOLARNY el ćwiczenia: Wyznaczenie charakterystyk statycznych tranzystora bipolarnego Zagadnienia: zasada działania tranzystora bipolarnego. 1. Wprowadzenie Nazwa tranzystor pochodzi z języka
Bardziej szczegółowoWYZNACZENIE STAŁEJ PLANCKA NA PODSTAWIE CHARAKTERYSTYKI DIODY ELEKTROLUMINESCENCYJNEJ
ĆWICZENIE 48 WYZNACZENIE STAŁEJ PLANCKA NA PODSTAWIE CHARAKTERYSTYKI DIODY ELEKTROLUMINESCENCYJNEJ Cel ćwiczenia: Wyznaczenie stałej Plancka na podstawie pomiaru charakterystyki prądowonapięciowej diody
Bardziej szczegółowoZJAWISKA FOTOELEKTRYCZNE
ZJAWISKA FOTOELEKTRYCZNE ZEWNĘTRZNE, WEWNETRZNE I ICH RÓŻNE ZASTOSOWANIA ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE ZEWNĘTRZNE Światło padając na powierzchnię materiału wybija z niej elektron 1 ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE
Bardziej szczegółowoUKŁADY ELEKTRONICZNE Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Badanie transoptora
UKŁADY ELEKTRONICZNE Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Badanie transoptora Laboratorium Układów Elektronicznych Poznań 2008 1. Cel i zakres ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z jednym
Bardziej szczegółowo3.4 Badanie charakterystyk tranzystora(e17)
152 Elektryczność 3.4 Badanie charakterystyk tranzystora(e17) Celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyk tranzystora npn w układzie ze wspólnym emiterem W E. Zagadnienia do przygotowania: półprzewodniki,
Bardziej szczegółowoBADANIE WŁAŚCIWOŚCI FOTOOPORNIKA I FOTOOGNIWA
Ćwiczenie O -12 BADANIE WŁAŚCIWOŚCI FOTOOPORNIKA I FOTOOGNIWA I Cel ćwiczenia: wprowadzenie w problematykę fotometrii fizycznej (obiektywnej) półprzewodnikowych detektorów światła widzialnego oraz zbadanie
Bardziej szczegółowoBadanie schematu rozpadu jodu 128 I
J8 Badanie schematu rozpadu jodu 128 I Celem doświadczenie jest wyznaczenie schematu rozpadu jodu 128 I Wiadomości ogólne 1. Oddziaływanie kwantów γ z materią [1,3] a) efekt fotoelektryczny b) efekt Comptona
Bardziej szczegółowoLABORATORIUM ELEKTRONIKI ĆWICZENIE 4 POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH
LABORATORIUM ELEKTRONIKI ĆWICZENIE 4 Parametry statyczne tranzystorów polowych złączowych Cel ćwiczenia Podstawowym celem ćwiczenia jest poznanie statycznych charakterystyk tranzystorów polowych złączowych
Bardziej szczegółowo2.1. Charakterystyki statyczne i parametry fotodiody krzemowej
1. CL ĆWCNA Celem ćwiczenia jest poznanie charakterystyk statycznych i parametrów wybranych półprzewodnikowych elementów optoelektronicznych. Przedmiotem ćwiczenia jest otodioda krzemowa, diody elektroluminescencyjne
Bardziej szczegółowoSprawozdanie z laboratorium proekologicznych źródeł energii
P O L I T E C H N I K A G D A Ń S K A Sprawozdanie z laboratorium proekologicznych źródeł energii Temat: Wyznaczanie charakterystyk prądowo-napięciowych modułu ogniw fotowoltaicznych i sprawności konwersji
Bardziej szczegółowospis urządzeń użytych dnia moduł O-01
Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie wybranych reprezentatywnych elementów optoelektronicznych nadajników światła (fotoemiterów), odbiorników światła (fotodetektorów) i transoptorów oraz zapoznanie
Bardziej szczegółowoIX. DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWE Janusz Adamowski
IX. DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWE Janusz Adamowski 1 1 Dioda na złączu p n Zgodnie z wynikami, otrzymanymi na poprzednim wykładzie, natężenie prądu I przepływającego przez złącze p n opisane jest wzorem Shockleya
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 2 LABORATORIUM ELEKTRONIKI POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH
LABORATORIUM LKTRONIKI Ćwiczenie Parametry statyczne tranzystorów bipolarnych el ćwiczenia Podstawowym celem ćwiczenia jest poznanie statycznych charakterystyk tranzystorów bipolarnych oraz metod identyfikacji
Bardziej szczegółowoLABORATORIUM ELEKTRONIKI
LABORATORM LKTRONK ĆWCN 5 PRYRĄDY OPTOLKTRONCN K A T D R A Y T M Ó W M K R O L K T R O N C N Y C H 1 CL ĆWCNA Celem ćwiczenia jest zapoznanie z charakterystykami statycznymi i parametrami wybranych półprzewodnikowych
Bardziej szczegółowo1 Źródła i detektory. V. Fotodioda i diody LED Cel ćwiczenia: Pomiar charakterystyk prądowo - napięciowych fotodiody i diod LED.
1 V. Fotodioda i diody LED Cel ćwiczenia: Pomiar charakterystyk prądowo - napięciowych fotodiody i diod LED. Zagadnienia: Efekt fotowoltaiczny, złącze p-n Wprowadzenie Fotodioda jest urządzeniem półprzewodnikowym
Bardziej szczegółowoBADANIE EFEKTU FOTOELEKTRYCZNEGO ZEWNĘTRZNEGO
Politechnika Warszawska Wydział Fizyki Laboratorium Fizyki I P Jerzy Politechnika Filipowicz Warszawska Wydział Fizyki Laboratorium Fizyki I P Jerzy Filipowicz BADANIE EFEKTU FOTOELEKTRYCZNEGO ZEWNĘTRZNEGO
Bardziej szczegółowoSchemat układu zasilania diod LED pokazano na Rys.1. Na jednej płytce połączone są różne diody LED, które przełącza się przestawiając zworkę.
Ćwiczenie 3. Parametry spektralne detektorów. Cel ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi parametrami detektorów i ich podstawowych parametrów. Poznanie zależności związanych z oddziaływaniem
Bardziej szczegółowoOPTOELEKTRONIKA IV. ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE WEWNĘTRZNE W PÓŁPRZEWODNIKACH.
1 IV. ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE WEWNĘTRZNE W PÓŁPRZEWODNIKACH. Cel ćwiczenia: Wyznaczenie postawowych parametrów spektralnych fotoprzewozącego etektora poczerwieni. Opis stanowiska: Monochromator-SPM- z
Bardziej szczegółowoTemat ćwiczenia. Pomiary oświetlenia
POLITECHNIKA ŚLĄSKA W YDZIAŁ TRANSPORTU Temat ćwiczenia Pomiary oświetlenia Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodami pomiaru natęŝenia oświetlenia oraz wyznaczania poŝądanej wartości
Bardziej szczegółowoĆw.6. Badanie własności soczewek elektronowych
Pracownia Molekularne Ciało Stałe Ćw.6. Badanie własności soczewek elektronowych Brygida Mielewska, Tomasz Neumann Zagadnienia do przygotowania: 1. Budowa mikroskopu elektronowego 2. Wytwarzanie wiązki
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 4. Parametry statyczne tranzystorów polowych JFET i MOSFET
Ćwiczenie 4 Parametry statyczne tranzystorów polowych JFET i MOSFET Cel ćwiczenia Podstawowym celem ćwiczenia jest poznanie charakterystyk statycznych tranzystorów polowych złączowych oraz z izolowaną
Bardziej szczegółowoWYBRANE ELEMENTY I UKŁADY ELEKTRONICZNE W ZASTOSOWANIU DLA CELÓW AUTOMATYZACJI. 1.1 Model pasmowy przewodników, półprzewodników i dielektryków.
Pracownia Automatyki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 1 str.1/10 ĆWICZENIE 1 WYBRANE ELEMENTY I UKŁADY ELEKTRONICZNE W ZASTOSOWANIU DLA CELÓW AUTOMATYZACJI. 1.CEL ĆWICZENIA: Zapoznanie się z podstawowymi
Bardziej szczegółowo1. Właściwości materiałów półprzewodnikowych 2. Półprzewodniki samoistne i domieszkowane 3. Złącze pn 4. Polaryzacja złącza
Elementy półprzewodnikowe i układy scalone 1. Właściwości materiałów półprzewodnikowych 2. Półprzewodniki samoistne i domieszkowane 3. Złącze pn 4. Polaryzacja złącza ELEKTRONKA Jakub Dawidziuk sobota,
Bardziej szczegółowoBadanie charakterystyki diody
Badanie charakterystyki diody Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie charakterystyk prądowo napięciowych różnych diod półprzewodnikowych. Wstęp Dioda jest jednym z podstawowych elementów elektronicznych,
Bardziej szczegółowoBADANIA MODELOWE OGNIW SŁONECZNYCH
POZNAN UNIVE RSITY OF TE CHNOLOGY ACADE MIC JOURNALS No 70 Electrical Engineering 2012 Bartosz CERAN* BADANIA MODELOWE OGNIW SŁONECZNYCH W artykule przedstawiono model matematyczny modułu fotowoltaicznego.
Bardziej szczegółowoĆWICZENIE Nr 4 LABORATORIUM FIZYKI KRYSZTAŁÓW STAŁYCH. Badanie krawędzi absorpcji podstawowej w kryształach półprzewodników POLITECHNIKA ŁÓDZKA
POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT FIZYKI LABORATORIUM FIZYKI KRYSZTAŁÓW STAŁYCH ĆWICZENIE Nr 4 Badanie krawędzi absorpcji podstawowej w kryształach półprzewodników I. Cześć doświadczalna. 1. Uruchomić Spekol
Bardziej szczegółowoBudowa. Metoda wytwarzania
Budowa Tranzystor JFET (zwany też PNFET) zbudowany jest z płytki z jednego typu półprzewodnika (p lub n), która stanowi tzw. kanał. Na jego końcach znajdują się styki źródła (ang. source - S) i drenu (ang.
Bardziej szczegółowo