Проведение эксперимента.

7. С помощью многофункциональных кнопок «РЕЖИМ РАБОТЫ» выбрать «FOTORESISTOR*1 EXPERIMENT N1».

8. Нажатием кнопки «ЗАПУСК» включить режим снятия вольтамперных характеристик фоторезистора. При запущенной среде LabVisual 2.5 автоматически запустится подпрограмма рис. 18.1.

9. Снять темновую ВАХ фоторезистора, для чего следует при отсутствии светового потока (все светодиоды выключены, на дисплее индицируются L= - - - нм Е= - - lk) плавно вращать ручку «УПРАВЛЕНИЕ 1» для изменения рабочего напряжения, прикладываемого к образцу, записывая значение темнового тока в цепи фоторезистора Iт для каждого установленного значения напряжения Uф. Результаты занести в таблицу 2.

Таблица 2

Освещенность E= 30 ЛЮКС
Темновая ВАХ	Uф, В
	Iт, mA
λ = 410 нм	Uф, В
	Iс, mA
	IF=IC - IT , mA
λ = … нм	Uф, В
	Iс, mA
	IF=IC - IT , mA

9. В данном эксперименте кнопки управления «РЕЖИМ РАБОТЫ» выполняют функцию переключения полупроводниковых излучателей светодиодов.

10. Включить нажатием кнопки «РЕЖИМ РАБОТЫ+» фиолетовый светодиод.

11. Снять ВАХ фоторезистора для длины волны фиолетового света λ = 410 нм, для чего следует плавно вращать ручку «УПРАВЛЕНИЕ 1», записывая значение полного тока в цепи фоторезистора Iс для каждого установленного значения напряжения U. Полный ток Ic является суммой фототока I_F и темнового тока I_T. Результаты также занести в таблицу 2.

12. Рассчитать значение фототока по формуле I_F=I_C - I_T и также занести данные в табл. 2.

13. Включить нажатием кнопки «РЕЖИМ РАБОТЫ+» синий светодиод.

14. Повторить п. 17 для синего светодиода и всех возможных длин волн (5 штук), все данные занести в таблицу 2.

15. Построить вольтамперные характеристики фоторезистора I_F=I_F(U) для каждой длины волны падающего света. Согласно формуле (2.23) зависимости должны иметь вид прямой линии. Из графиков определить значение полной (интегральной) фотопроводимости для каждой длины волны λ при фиксированнном значении освещенности E=30 Лк как тангенс угла наклона прямой линии к оси абсцисс tgγ см. рис. 26.

16. При ручном анализе данных легко получить расчетную формулу , где в качестве ΔI_F и ΔU для повышения точности рекомендуется брать максимально возможные приращения. Однако, для проведения наилучших оценок рекомендуется воспользоваться методом наименьших квадратов. ВСЕ РАСЧЕТЫ ПРОИЗВОДИТЬ В СИ.

I_F

E=30 ЛЮКС, U=5 ВОЛЬТ

λ

Рис. 27. Полная теоретическая спектральная характеристика фоторезистора - а) и участок спектральной характеристики, получаемый на учебном комплексе ФОЭЛ-5К- б)

а)

18. Построить спектральную характеристику фоторезистора I_F=I_F(λ) при E=const=30 Лк, U=const. Для этого выбрать некоторое фиксированное напряжение U, подаваемое на фоторезистор из таблицы 2 (рабочее напряжение) и построить график зависимости фототока I_F от длины волны λ, выбирая значение фототока для каждой длины волны падающего света при данном U (рекомендуется выбирать фиксированное значение рабочего напряжения U из диапазона 5 … 20 Вольт). Графики должны иметь вид, представленный на рис. 27 а) и б).

19. Красную границу λ_кр можно оценить, продолжив крутой участок спада спектральной характеристики до пересечения с осью Ox — см. рис. 27а), б). Энергия фотонов с длиной волны λ_КР равна ширине запрещенной зоны Eg (см. формулу (2.24)). Некоторая фото чувствительность при λ >λ_КР, т.е. при энергии фотонов меньше Eg, объясняется колебаниями кристаллической решетки. Эти колебания вызывают флуктуации энергии электронов и влияют на значение Eg.

20. Оценить ширину запрещенной зоны Eg полупроводника, используя формулу (2.24), все вычисления производить в СИ:

18. При необходимости, для сохранения результатов измерения в файл данных, следует пользоваться специальным полем в программе «Данные для сохранения» (рис. 28).

19. При необходимости визуализировать данные на экране ПК, пользоваться подпрограммой LabVisual data analizer, вызываемой с помощью кнопки «ВИЗУАЛИЗИРОВАТЬ» программы-оболочки LabVisual либо компонентом для анализа данных LabVisual MagicPlot, вызываемом при нажатии кнопки «АНАЛИЗИРОВАТЬ».

20. По окончании работы следует закрыть программу-оболочку LabVisual и все открытые подпрограммы, закрыть виртуальную среду VirtualBox (при работе в среде Linux). В предлагаемом при закрытии меню рекомендуется выбирать пункт «ВЫКЛЮЧИТЬ МАШИНУ» либо «СОХРАНИТЬ СОСТОЯНИЕ МАШИНЫ» (для ОС Linux).

21. Выключить компьютер, нажав на кнопку, находящуюся в крайнем нижнем левом углу экрана. Из доступных действий выбрать «ВЫХОД»--> «ВЫКЛЮЧИТЬ КОМПЬЮТЕР».

22. О

    Рис. 28. Данные для сохранения.

    тключить установку от сети, поставив переключатели «СЕТЬ» на панели установки в положение «ВЫКЛ» и вынуть сетевые вилки из розеток.