Порядок выполнения работы

Для выполнения работы предлагается электрическая схема, показанная на рис. 17.

Рис. 17

1. На приборе CHARACTERISCOPE-Z установите ручки управления в следующие положения:

· тумблер “OFF” в нейтральное положение;

· переключатель “HOR.VOLTS” в положение “0,1V”;

· переключатель “VERT.CURRENT” в положение

“50мкА-0,1мкА”;

· переключатель “BASE STEPS” в положение “6”;

· тумблер ”STEPPOL” в положение “+”;

· кнопка “ONE CURVE” отжата;

· переключатель “STEP AMPLITUDE” в положение “5...10 мА”.

2. Включите питание прибора ручкой “SCALE ILLUM” и установите удобный уровень освещенности шкалы. Время прогрева прибора - не менее 5 минут.

3. После прогрева ручками “VERT.POS” и “HOR.POS” установите удобное положение начала координат ВАХ на экране прибора.

4. Тумблером “OFF” подключите фотодиод и светоизлучатель к прибору.

5. Переключателями “VERT CARRENT” и “STEP AMPLITUDE” установите удобный масштаб ВАХ по вертикали, соответствующий чувствительности исследуемого фотодиода. Ручкой “OFSET” отрегулируйте положение начала координат для кривой семейства, соответствующей нулевому световому потоку Ф=0 (до момента остановки).

6. Для регистрации прямых ветвей семейства ВАХ фотодиода переключатель “COLLECTOR SUPPLY” установите в положение “-АС”, для регистрации обратных ветвей семейства - в положение “+АС”.

Значение тока через светоизлучатель I будет задаваться с шагом, соответствующим положению переключателя “STEP AMPLITUDE”. Световой поток светоизлучателя

Ф=КI₀,

где К=...лм/мА.

7. Постройте семейство ВАХ фотодиода I=f(U) при Ф=const, сопрягая прямые и обратные ветви семейства, соответствующие одинаковым значениям светового потока Ф.

На семействе ВАХ фотодиодному режиму работы фотодиода соответствует область «обратное напряжение- обратный ток» (III квадрант).

8. Для фотодиодного режима выберите значения напряжения U_обр1 и графически постройте световую характеристику фотодиода I_Ф=f(Ф) при U_обр=U_обр1 ,

где I_Ф –фототок через фотодиод, совпадающий по направлению с I_обр.

9. Для выбранной рабочей точки на световой характеристике рассчитайте токовую чувствительность фотодиода S=I_Ф/Ф, мА/дм.

На семействе ВАХ фотогальваническому режиму работы фотодиода соответствует область «прямое напряжение – обратный ток» (IV квадрант).

10. Для фотогальванического режима по ВАХ графически измерьте значения тока короткого замыкания и напряжения холостого хода фотодиода для различных значений светового потока и постройте графики зависимостей I_кз=f(Ф) и U_хх=f(Ф).

11. Для кривой семейства ВАХ, соответствующей максимальному световому потоку, рассчитайте положение оптимальной рабочей точки фотодиода. Критерием оптимальности является максимальная мощность, отдаваемая фотодиодом в нагрузку в фотогальваническом режиме.

12. Для оптимальной рабочей точки рассчитайте оптимальное сопротивление нагрузки R_{н опт} и максимальную мощность, отдаваемую в нагрузку R_макс . В этом случае оптимальное сопротивление нагрузки должно быть равно внутреннему сопротивлению источника электрической энергии. Рассчитайте по ВАХ сопротивление базы и сравните с R_{н опт} .