Úloha 5: Charakteristiky optoelektronických součástek

Podobné dokumenty
Praktikum III - Optika

PRAKTIKUM... Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Odevzdal dne: Seznam použité literatury 0 1. Celkem max.

PRAKTIKUM III. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Název: Charakteristiky optoelektronických součástek

Úloha 15: Studium polovodičového GaAs/GaAlAs laseru

Jméno a příjmení. Ročník. Měřeno dne Příprava Opravy Učitel Hodnocení. Charakteristiky optoelektronických součástek

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

Charakteristiky optoelektronických součástek

Úloha 3: Mřížkový spektrometr

Laboratorní cvičení č.15. Název: Měření na optoelektronických prvcích. Zadání: Popis měřeného předmětu: Teoretický rozbor:

2. Pomocí Hg výbojky okalibrujte stupnici monochromátoru SPM 2.

1. Stanovte a graficky znázorněte charakteristiky vakuové diody (EZ 81) a Zenerovy diody (KZ 703).

4. Z modové struktury emisního spektra laseru určete délku aktivní oblasti rezonátoru. Diskutujte,

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

Měření charakteristik fotocitlivých prvků

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Úloha 11: Termická emise elektronů

Systém vykonávající tlumené kmity lze popsat obyčejnou lineární diferenciální rovnice 2. řadu s nulovou pravou stranou:

Laboratorní práce č. 3: Určení voltampérové charakteristiky polovodičové diody

2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřeným předmětem je v tomto případě nízkofrekvenční nevýkonový tranzistor KC 639. Mezní hodnoty jsou uvedeny v tabulce:

VOLTAMPÉROVÉ CHARAKTERISTIKY DIOD

Praktikum III - Optika

Abstrakt. fotodioda a fototranzistor) a s jejich základními charakteristikami.

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

Elektronické praktikum EPR1

6. STUDIUM SOLÁRNÍHO ČLÁNKU

1. Změřit metodou přímou závislost odporu vlákna žárovky na proudu, který jím protéká. K měření použijte stejnosměrné napětí v rozsahu do 24 V.

2 (3) kde S je plocha zdroje. Protože jas zdroje není závislý na směru, lze vztah (5) přepsat do tvaru:

Úloha 4: Totální účinný průřez interakce γ záření absorpční koeficient záření gama pro některé elementy

1. Změřte závislost indukčnosti cívky na procházejícím proudu pro tyto případy:

Fotoelektrické snímače

2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřený předmětem jsou v tomto případě polovodičové diody, jejich údaje jsou uvedeny v tabulce:

Fyzikální praktikum II

5. Pro jednu pružinu změřte závislost stupně vazby na vzdálenosti zavěšení pružiny od uložení

Grafické řešení: obvod s fotodiodou

Fakulta biomedic ınsk eho inˇzen yrstv ı Teoretick a elektrotechnika Prof. Ing. Jan Uhl ıˇr, CSc. L eto 2017

Úloha 8: Absorpce beta záření. Určení energie betarozpadu měřením absorpce emitovaného záření.

Elektronické praktikum EPR1

Praktikum III - Optika

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

Fotoelektrické snímače

Úloha 5: Spektrometrie záření α

2.3 Elektrický proud v polovodičích

2. Stanovte hodnoty aperiodizačních odporů pro dané kapacity (0,5; 1,0; 2,0; 5,0 µf). I v tomto případě stanovte velikost indukčnosti L.

Praktikum II Elektřina a magnetismus

1. Změřte modul pružnosti v tahu E oceli z protažení drátu. 2. Změřte modul pružnosti v tahu E oceli a duralu nebo mosazi z průhybu trámku.

Úvod do teorie měření. Eva Hejnová

Fyzikální praktikum FJFI ČVUT v Praze

Fyzikální praktikum I

MĚŘENÍ PLANCKOVY KONSTANTY

Praktikum II Elektřina a magnetismus

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

MĚŘENÍ PARAMETRŮ FOTOVOLTAICKÉHO ČLÁNKU PŘI ZMĚNĚ SÉRIOVÉHO A PARALELNÍHO ODPORU

Fyzikální praktikum...

Fotodioda ve fotovodivostním a fotovoltaickém režimu OPTRON

INTEGROVANÁ STŘEDNÍ ŠKOLA TECHNICKÁ BENEŠOV. Černoleská 1997, Benešov. Elektrická měření. Tematický okruh. Měření elektrických veličin.

2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřeným předmětem je v tomto případě zenerova dioda její hodnoty jsou uvedeny v tabulce:

Mˇeˇren ı vlastn ı indukˇcnosti Ondˇrej ˇ Sika

PRAKTIKUM I. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. úloha č. 11 Název: Dynamická zkouška deformace látek v tlaku

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

Fyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM. Fyzikální praktikum 3

Fyzikální praktikum II

FEKT VUT v Brně ESO / P5 / J.Boušek 3 FEKT VUT v Brně ESO / P5 / J.Boušek 4

Úloha 21: Studium rentgenových spekter

3. Změřte závislost proudu a výkonu na velikosti kapacity zařazené do sériového RLC obvodu.

PRAKTIKUM III. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Pracoval: Jan Polášek stud. skup. 11 dne

Fyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM. Speciální praktikum z abc

1. Změřte teplotní závislost povrchového napětí destilované vody σ v rozsahu teplot od 295 do 345 K metodou bublin.

Fyzikální praktikum...

Úvod do teorie měření. Eva Hejnová

4 Měření nelineárního odporu žárovky

Měření vlastností a základních parametrů elektronických prvků

Závislost odporu termistoru na teplotě

MĚŘENÍ POLOVODIČOVÝCH DIOD 201-3R

PRAKTIKUM III. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK

1. Určete závislost povrchového napětí σ na objemové koncentraci c roztoku etylalkoholu ve vodě odtrhávací metodou.

Typ UCE0 (V) IC (A) PCmax (W)

Měřicí řetězec. měřicí zesilovač. převod na napětí a přizpůsobení rozsahu převodníku

1.3 Bipolární tranzistor

Manuální, technická a elektrozručnost

Technická měření v bezpečnostním inženýrství. Elektrická měření proud, napětí, odpor

Praktikum II Elektřina a magnetismus

Laboratorní práce č. 2: Určení voltampérové charakteristiky polovodičové diody

1. Okalibrujte pomocí bodu tání ledu, bodu varu vody a bodu tuhnutí cínu:

Úvod do teorie měření. Eva Hejnová

PŘECHODOVÝ JEV V RC OBVODU

PRAKTIKUM I. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecně fyziky MFF UK. úlohač.11 Název: Dynamická zkouška deformace látek v tlaku

PRAKTIKUM I. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Pracoval: Pavel Ševeček stud. skup.: F/F1X/11 dne:

PRAKTIKUM... Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Odevzdal dne: Seznam použité literatury 0 1. Celkem max.

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Praktikum IV

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření Měření optoelektronického vazebního členu, část

Elektrická měření pro I. ročník (Laboratorní cvičení)

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Posuzoval:... dne:...

Operační zesilovač, jeho vlastnosti a využití:

17. Elektrický proud v polovodičích, užití polovodičových součástek

Tabulka I Měření tloušťky tenké vrstvy

ETC Embedded Technology Club 10. setkání

PRAKTIKUM II. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. úlohač.5 Název: Měření osciloskopem. Pracoval: Lukáš Ledvina

PRAKTIKUM II. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Název: Charakteristiky termistoru. stud. skup.

PRAKTIKUM II. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. úlohač.10 Název: Hallův jev. Pracoval: Lukáš Ledvina

Praktikum I Mechanika a molekulová fyzika

Transkript:

Petra Suková, 2.ročník, F-14 1 Úloha 5: Charakteristiky optoelektronických součástek 1 Zadání 1. Změřte voltampérové a světelné charakteristiky připravených luminiscenčních diod v propustném směru a určete, z jakého materiálu jsou jednotlivé diody zhotoveny. 2. ZezměřenýchV-Acharakteristikurčeteprojednotlivédiodystatickýodpor R d, dynamickýodpor R di,hodnotukonstanty naprahovénapětí U. 3. Změřte charakteristiky fototranzistoru při třech různých hladinách osvětlení. Určete zisk fototranzistoru. 4. Naměřenécharakteristikyzpracujtegraficky.Nezapomeňtenagrafln(I F )vs. U F. 2 Teorie Přiložíme-li napětí na polovodičový N-P přechod v propustném směru, dochází k přechodu minoritním nosičů proudu do vodivostním oblastí, jejichž část zářivě rekombinuje a majoritními nosiči, címž emituje světlo. Na tomto principu pracuje luminiscenční dioda. Voltampérová charakteristika diody splňuje vztah(viz[3]) ( I F = I 0 exp e(u ) F I F R S ) 1, (1) nkt kde I F jeproudprotékajícídiodou, I 0 jezbytkovýproud, enábojelektronu, U F napětínadiodě, R S sériovýodpordiody, nkonstantacharakterizujícívlastnostidiody, k Boltzmannova konstanta a T absolutní teplota. Tento vzorec můžeme za určitých podmínek(eu F 4kT U F I F R S )zjednodušitna I F = I 0 ( exp eu F nkt ). (2) Podle[3]můžemevzorec(2)připokojovéteplotěpoužítpronapětí U F 100mV. Zlogaritmováním tohoto vztahu získáme lineární vztah ln I F = a+ e nkt U F. (3) Ze směrnice získané přímky tedy lze vyjádřit hodnotu n. Statický odpor diody je definován vztahem Dále můžeme definovat dynamický odpor, splňující vztah R d = U F 0 I F0. (4) R di = du F di F IF0. (5) Prahovénapětí U můžemeurčitextrapolacílineárníčástivoltampérovécharakteristikypro I=0A.Totonapětíjeblízkédifůznímunapětí(šířcezakázanéhopásu).

Petra Suková, 2.ročník, F-14 2 Fototranzistor pohlcuje záření v bázi. Vzniklé menšinové nosiče přecházejí do kolektoru,kdejakovětšinovénosičetvoříprimárnífotoproud I Φ.Většinovénosičevbázi snižují potenciálovou bariéru emitorového přechodu, kterým poté do báze přitékají další minoritní nosiče a dochází tak k zesílení primárního fotoproudu podle vzorce I CO = GI Φ, (6) kde Gjeziskfototranzistoru(dosahujeřádu10 2 ). Spojíme-li vodivě emitor s bází, zrušíme tím jeho funkci a k zesílení nedocházímůžeme tedy měřit přímo primární proud, což nám dovoluje s využitím vztahu 6 určit zesílení fototranzistoru. Voltampérovácharakteristikafototranzistorujezávislostkolektorovéhoproudu I CO nanapětíkolektor-emitor U CE. 3 Měření Galvanoměr MG5 Fotodioda LQ 1131 Fotodioda L934LGD Obrázek 1: Zapojení měření charakteristik diod Měření voltampérové a světelné charakteristiky obou fotodiod jsem prováděla při zapojení na obrázku 1. Naměřené hodnoty viz tabulky 1 a 2, grafické zpracování viz grafy 1 až 6. Galvanoměr udával hodnoty proudu indukovaného na měrné fotodiodě, nebyl však kalibrován určitou hodnotou světelného toku, světelnou charakteristiku diod tedy udávám v relativních jednotkách(předpokládám lineární vztah mezi indukovaným napětím a dopadajícím světelným tokem). Z lineární části voltampérové charakteristiky jsem extrapolací proložené přímky do hodnoty I=0mAzjistilahodnotuprahovéhonapětíoboudiod U 1 =(1,6 ±0,1)V, U 2=(1,9 ±0,1)V. Lineární regresí jsem spočetla pomocí funkce linfit jazyka IDL. Jelikož výsledek regrese závisí na odhadu, kde charakteristika vykazuje lineární průběh(tedy na počtu bodů, které zahrneme do výpočtu), odhadla jsem chybu výsledku z průběhu grafu(je větší než chyba lineární regrese). Statický(viz vztah 4) a dynamický(viz vztah 5) odpor diod jsem určila pro jmenovitý proud I=20mA.

Petra Suková, 2.ročník, F-14 3 Tabulka 1: Voltampérová a světelná charakteristika diody LQ1131 U[V] 0,173 0,254 0,278 0,373 0,420 0,480 0,585 0,714 0,821 I[mA] 0 0 0 0 0,001 0 0 0 0 I Φ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 U[V] 0,981 1,033 1,127 1,175 1,234 1,244 1,278 1,300 1,328 I[mA] 0 0,001 0 0,001 0,001 0,003 0,004 0,005 0,010 I Φ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 U[V] 1,346 1,355 1,369 1,376 1,383 1,390 1,407 1,423 1,438 I[mA] 0,014 0,018 0,025 0,029 0,033 0,040 0,061 0,090 0,134 I Φ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 U[V] 1,451 1,471 1,483 1,493 1,503 1,508 1,524 1,532 1,541 I[mA] 0,185 0,315 0,428 0,552 0,707 0,814 1,232 1,517 1,927 I Φ 0 0 0,5 0,5 0,5 1,0 1,5 2,5 3,0 U[V] 1,550 1,559 1,570 1,574 1,580 1,590 1,593 1,596 1,602 I[mA] 2,37 2,96 3,90 4,30 4,92 6,08 6,50 7,00 7,91 σ I [ma] 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 I Φ 4,0 5,0 7,0 8,0 9,5 12,5 13,0 14,5 17,0 U[V] 1,605 1,612 1,617 1,621 1,624 1,630 1,634 1,637 1,640 I[mA] 8,50 9,57 10,58 11,37 12,01 13,12 14,13 15,00 15,61 σ I [ma] 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 I Φ 18,5 21,0 23,0 24,5 26,0 28,0 30,0 31,5 33,0 U[V] 1,642 1,645 1,646 1,649 1,654 1,654 1,658 1,660 1,665 I[mA] 15,61 16,88 17,41 18,08 19,57 20,0 21,1 22,0 23,1 σ I [ma] 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,05 0,05 0,05 0,05 I Φ 33,0 35,0 36,0 37,5 40,0 40,5 43,0 45,0 47,5 U[V] 1,668 1,669 1,671 1,672 1,673 1,676 1,678 1,681 1,683 I[mA] 24,2 24,7 25,4 25,7 26,4 27,3 28,1 28,8 30,0 σ I [ma] 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 I Φ 49,0 50,5 60,0 65,0 65,0 70,0 70,0 75,0 75,0 σ IΦ 0,5 0,5 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 σ U =0,0005V; σ IΦ =0,5pro I Φ 50 R d1 =(83 ±2)Ω;R d2 =(116 ±2)Ω R di1 =(3,1 ±0,5)Ω;R di2 =(24 ±3)Ω Dynamický odpor jsem určila ze směrnice přímky, procházející naměřenými hodnotamivokolíbodu I=20mA(s 1 =(321 ±5)mA V 1 ; s 2 =(41 ±2)mA V 1 ).Chybu ovšem opět negativně ovlivňují výše zmíněné skutečnosti, a tedy jsem ji určila větší než je statistická hodnota.

Petra Suková, 2.ročník, F-14 4 Tabulka 2: Voltampérová a světelná charakteristika diody L934LGD U[V] 0,173 0,327 0,582 0,812 0,989 1,261 1,427 1,508 1,564 I[mA] 0 0 0 0 0 0 0 0 0,000 I Φ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 U[V] 1,640 1,662 1,695 1,725 1,744 1,758 1,797 1,809 1,837 I[mA] 0,000 0,000 0,001 0,001 0,002 0,002 2,500 3,000 3,500 I Φ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 U[V] 1,844 1,868 1,895 1,916 1,937 1,960 1,975 1,992 2,004 I[mA] 4,000 4,500 5,500 6,00 6,50 7,50 8,00 8,50 9,00 σ I [ma] 0,0005 0,0005 0,0005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 I Φ 0 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 U[V] 2,022 2,040 2,057 2,074 2,085 2,103 2,116 2,130 2,147 I[mA] 10,00 11,00 11,50 12,50 13,50 14,00 15,00 17,00 17,50 σ I [ma] 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 I Φ 4,0 4,5 5,5 6,0 6,5 7,5 8,0 8,5 9,0 U[V] 2,163 2,184 2,200 2,216 2,241 2,259 2,277 2,328 2,346 I[mA] 18,50 19,00 19,50 20,00 21,00 21,00 21,50 20,0 21,1 σ I [ma] 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,05 0,05 I Φ 10,0 11,0 11,5 12,5 13,5 14,0 15,0 17,0 17,5 U[V] 2,368 2,385 2,4 2,421 2,44 2,451 2,469 2,482 I[mA] 22,25 23,2 24 25,25 26,3 26,9 27,9 28,65 σ I [ma] 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 I Φ 18,5 19 19,5 20 21 21 21,5 22 σ U =0,0005V; σ IΦ =0,5 Z lineární části závislosti ln(i) na U, která splňuje vztah 3, jsem lineární regresí určila směrnici a z ní konstantu n obou diod n 1 =(1,6 ±0,1),n 2 =(1,9 ±0,1). Obrázek 2: Zapojení měření charakteristik fototranzistoru Dále jsem měřila charakteristiky fototranzistoru pro 3 různé hodnoty osvětlení, danéproudemvosvětlující diodě I d1 = 0,6mA, I d2 =0,4mAaI d3 =0,2mA. Výsledkyměřeníviztabulky3,4a5a graf 7. Pronapětí U = 3Vjsemzměřila také primární proud při zkratované bázi a emitoruapakpodlevztahu6určilazesílení G. Výsledky viz tabulka 6.

Petra Suková, 2.ročník, F-14 5 Tabulka3:Charakteristikafototranzistorupronapájecíprouddiody I d =0,6mA U CE [V] 0,0012 0,0046 0,0063 0,0088 0,0116 0,0162 0,0213 0,0273 0,0362 σ UCE [mv] 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 I CO [µa] -0,05 0 0,03 0,05 0,10 0,20 0,30 0,45 0,80 σ ICO [µa] 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 U CE [V] 0,0407 0,0450 0,0508 0,0538 0,0585 0,0627 0,0662 0,0725 0,0819 σ UCE [mv] 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 I CO [µa] 1,00 1,20 1,50 1,68 2,03 2,40 3,0 3,8 5,5 σ ICO [µa] 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,3 0,3 0,3 U CE [V] 0,0891 0,0955 0,1001 0,1175 0,1293 0,1358 0,1387 0,1397 0,1497 σ UCE [mv] 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 I CO [µa] 7,0 8,8 10,0 15,5 20,0 23,3 25,0 25 30 σ ICO [µa] 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 3 3 U CE [V] 0,1634 0,1931 0,2196 0,2306 0,2742 0,321 0,338 0,358 0,549 σ UCE [mv] 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,5 0,5 0,5 0,5 I CO [µa] 40 60 78 83 98 100 103 103 105 σ ICO [µa] 3 3 3 3 3 3 3 3 3 U[V] 0,618 0,730 1,118 1,438 1,807 2,083 2,568 2,807 3,002 σ U [mv] 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 I Φ [µa] 105 105 105 106 108 109 109 109 109 σ IΦ [µa] 3 3 3 3 3 3 3 3 3 U[V] 3,137 3,550 4,010 4,710 4,820 σ U [mv] 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 I Φ [µa] 110 110 110 113 111 σ IΦ [µa] 3 3 3 3 3

Petra Suková, 2.ročník, F-14 6 Tabulka4:Charakteristikafototranzistorupronapájecíprouddiody I d =0,4mA U[V] 0,0016 0,0073 0,0108 0,0129 0,0173 0,0214 0,0246 0,0281 0,0321 σ U [mv] 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 I Φ -0,03 0,00 0,03 0,05 0,08 0,10 0,14 0,19 0,25 σ IΦ 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 U[V] 0,0347 0,0399 0,0469 0,0489 0,0528 0,0582 0,0615 0,0673 0,0719 σ U [mv] 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 I Φ 0,30 0,40 0,55 0,63 0,75 0,95 1,06 1,30 1,50 σ IΦ 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 U[V] 0,0788 0,084 0,0861 0,0911 0,1129 0,1175 0,1247 0,1295 0,1359 σ U [mv] 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 I Φ 1,90 2,30 2,48 3,3 6,5 7,5 9,3 10,5 12,0 σ IΦ 0,03 0,03 0,03 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 U[V] 0,1425 0,1506 0,1702 0,1847 0,1864 0,2025 0,2502 0,285 0,358 σ U [mv] 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,5 0,5 I Φ 13,5 15,5 20,5 24,5 25 29 35 39 40 σ IΦ 0,3 0,3 0,3 0,3 3 3 3 3 3 U[V] 0,677 0,873 1,207 1,73 2,055 2,571 2,917 3,001 3,28 σ U [mv] 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 I Φ 40 40 41 43 43 43 43 43 44 σ IΦ 3 3 3 3 3 3 3 3 3 U[V] 4,06 4,7 4,94 σ U [mv] 0,5 0,5 0,5 I Φ 44 44 45 σ IΦ 3 3 3 4 Diskuze Je-li dioda vyrobená ze směsi galia, arsenu a fosforu, mohu z určených hodnot prahového napětí určit zastoupení těchto prvků(viz[3]). Prahové napětí diody LQ 1131 je přibližně 1,6V,jejísloženíjetedyGaAs 0,8 P 0,2.PrahovénapětídiodyL934GDjezhruba1,9V,a odpovídajícísloženíjegaas 0,5 P 0,5.Rozdílnéprahovénapětítakézpůsobujerůznébarvy diod. Při přepínání rozsahů přístrojů mohlo docházet k ovlivnění naměřených hodnot kvůli změnámjejichodporů.vgrafu3jedobřevidětskokvnaměřenýchbodech,kterýprávě odpovídá přepnutí mezi rozsahy, předpokládám tedy, že je tímto způsoben. Z tohoto důvodu jsem při výpočtu prahového napětí zahrnula pouze hodnoty menší, které dobře odpovídají teoretickým předpokladům. Při výpočtu konstanty n jsem musela odhadnout teplotu PN přechodu. Jelikož se diodaprůchodemproudumírnězahřívá,odhadlajsemjejíteplotu T =(300 ±10)K. Tento fakt zanáší do měření další chybu. Všechny výpočty, které využívaly lineární regresi, jsou zatíženy chybou, která je způsobena subjektivním odhadem oboru lineární závislosti naměřených hodnot. Z tohoto

Petra Suková, 2.ročník, F-14 7 Tabulka5:Charakteristikafototranzistorupronapájecíprouddiody I d =0,2mA U[V] 0,0016 0,0145 0,0401 0,0541 0,064 0,0692 0,0739 0,0799 0,0869 σ U [mv] 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 I Φ -0,03 0,00 0,08 0,15 0,25 0,38 0,40 0,50 0,65 σ IΦ 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 U[V] 0,0945 0,1012 0,1055 0,1202 0,1253 0,1291 0,1326 0,1357 0,1357 σ U [mv] 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 I Φ 0,85 1,05 1,20 1,78 1,93 2,10 2,30 2,48 2,6 σ IΦ 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,3 U[V] 0,1623 0,1993 0,222 0,415 0,434 0,848 1,208 1,51 1,767 σ U [mv] 0,05 0,05 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 I Φ 4,5 7,0 8,5 8,8 9,0 9,0 9,1 9,3 9,1 σ IΦ 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 U[V] 1,999 2,228 2,487 2,746 2,984 4,04 4,45 4,9 σ U [mv] 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 I Φ 9,1 9,1 9,3 9,3 9,4 9,4 9,5 9,8 σ IΦ 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 důvodu uvažuji všechny chyby větší, než příslušné chyby lineární regrese. Zgrafu5a6vidíme,ževztah2platípřibližněpronapětímenšínežprahovéaz těchto hodnot jsem určila hodnotu konstanty n. Při měření hodnot pomocí galvanometru se také projevovala chyba v jeho konstrukci. Při různé poloze galvanometr ukazoval při nulovém proudu různé hodnoty. Tuto systematickou chybu jsem se snažila eliminovat podložením galvanometru takovým způsobem, aby při nulovém proudu skutečně ukazoval nulu. Toho se ovšem dosahovalo poměrně těžce a s chybou minimálně půl dílku galvanometru. Tato chyba se nejvíce projevila při měření zesílení fototranzistoru, kdy obvodem při spojené bázi a emitoru tekly opravdu malé proudy. Pro nejnižší hodnotu osvětlení se naměřená hodnota dokonce blížila k nule, s uvážením výše zmíněného a porovnáním s hodnotou při vypojeném fototranzistoru, jsem tuto hodnotu uvažovala jako půl dílku. Chyba tohoto určení zisku fototranzistoru pro nejnižší úrověň osvětlení je pak z tohoto důvodu větší než 100%. Tabulka 6: Hodnoty proudu při zkratované a nezkratované bázi a emitoru I d [ma] I CE [µa] I CEzkrat [µa] G σ G 0,2 9,4 0,025 375 385 0,4 43 0,1 425 130 0,6 109 0,25 435 50 σ ICEzkrat =0,025, σ Id =0,0005mA

Petra Suková, 2.ročník, F-14 8

Petra Suková, 2.ročník, F-14 9

Petra Suková, 2.ročník, F-14 10 I d =0,6mA I d =0,4mA I d =0,2mA

Petra Suková, 2.ročník, F-14 11 5 Závěr 1. Změřila jsem voltampérové a světelné charakteristiky připravených luminiscenčních diod v propustném směru, výsledky měření viz tabulky 1, 2, grafické zpracovánívizgrafy1až6. Určilajsemmateriáltěchtodiod:LQ 1131-GaAs 0,8 P 0,2 ;L934GD-GaAs 0,5 P 0,5. 2. Ze změřených V-A charakteristik jsem určila pro jednotlivé diody statický odpor R d,dynamickýodpor R di,hodnotukonstanty naprahovénapětí U. LQ 1131 L934GD U [V] 1,6 ±0,1 1,9 ±0,1 R d [Ω] 83 ±2 116 ±2 R di [Ω] 3,1 ±0,5 24 ±3 n 1,6 ±0,1 1,9 ±0,1 3. Změřila jsem charakteristiky fototranzistoru při třech různých hladinách osvětlení. Výsledkyměřeníviztabulky3,4a5,grafickézpracovánívizgraf7. Určila jsem zisk fototranzistoru při těchto hladinách osvětlení. Použitá literatura I d [ma] 0,2 0,4 0,6 G 375 425 435 σ G 385 130 50 [1] J. Brož, V. Roskovec, M. Valouch: Fyzikální a matematické tabulky, SNTL, Praha 1980 [2] I. Pelant, J. Fiala, J. Pospíšil, J. Fähnrich: Fyzikální praktikum III- Optika, Karolinum, Praha 1993 [3] http://physics.mff.cuni.cz/vyuka/zfp/