2.6.4 Вопросы для самопроверки

2.6.4.1 Объясните, в чем заключается явление фотоэффектов внутреннего и внешнего, на каких физических законах они основаны.

2.6.4.2 Укажите преобразование каких физических величин возможно с помощью фотоэффектов. Какие из этих величин являются информативными, а какие влияющими (неинформативными).

2.6.4.3Укажите какого типа преобразования (генераторные или параметрические) можно осуществить, используя различные виды фотоэффектов.

2.6.4.4 Объясните, что такое чувствительность ( интегральная, спектральная) и порог чувствительности для фотопреобразователей различного вида.

2.6.4.5 Объясните, что представляют собой характеристики преобразователей различного вида: световая, спектральная, вольтамперная и температурная. Нарисуйте вид этих характеристик для фоторезистора и фотодиода.

2.6.4.6 Объясните, в чем заключаются усталостные явления в фотопреобразоватлях и как они влияют на их характеристики, чем они отличаются от явлений старения.

2.6.4.7 Напишите уравнения, связывающие световой поток и фототок, возникающий в цепи фотодиода и фоторезистора.

2.6.4.8 Укажите при каких условиях реальная и теоретическая функции преобразования должны быть идентичны.

2.6.4.9 Напишите выражение для расчета коэффициента преобразования, чувствительности и нелинейности характеристики преобразователя по известной функции преобразования.

2.6.4.10 Объясните, в чем заключается метод наименьших квадратов, используемый для аппроксимации функциональных зависимостей. Напишите формулы для определения коэффициентов, входящих в уравнения первого и второго порядка, применяемых для аппроксимации функции преобразования, по методу наименьших квадратов.

2.6.4.11 Составьте методику экспериментального определения функции преобразования (световых характеристик) фоторезистора и фотодиода, функциональную схему экспериментальной установки, а также список необходимого оборудования и приборов для проведения порученного исследования.

2.6.5 Порядок выполнения работы

2.6.5.1 После собеседования с преподавателем по теоретической части работы и окончательной корректировки методики проведения экспериментального исследования и списка необходимого оборудования и аппаратуры, получите это оборудование и аппаратуру у преподавателя. Составьте окончательный вариант функциональной схемы экспериментальной установки и напишите цепочку всех происходящих преобразований.

2.6.5.2 Ознакомьтесь с инструкциями и правилами работы с этим оборудованием и аппаратурой. Занесите в таблицу 2.6.1 основные параметры используемого оборудования и аппаратуры.

2.6.5.3 Рассчитайте теоретические световые характеристики (функции преобразования) фотодиода ФД-3 и фоторезистора ФСК-7 по известной интегральной чувствительности и относительной величине светового потока, приняв за единицу минимальный световой поток Ф_min , соответствующий минимальному диаметру диафрагмы d_min ; при других диаметрах диафрагмы световой поток в относительных единицах составит: d_i ² / d_min². Результаты расчетов занесите в таблицу 2.6.2.

2.6.5.4 В соответствии с утвержденной преподавателем методикой проведения эксперимента (п.2.6.4.11) соберите схему. Правильность сборки схемы должен проверить преподаватель.

2.6.5.5 По утвержденной методике (п.2.6.4.11) проведите экспериментальное определение функций преобразования фоторезистора ФСК-7 и фотодиода ФД-3 (зависимость фототока преобразователя от относительной величины светового потока). Каждую зависимость следует снять трижды. Результаты каждого измерения занести в таблицу 2.6.3. Найдите средние значения и также запишите их в таблицу.

2.6.5.6 Постройте графики теоретических (расчетных) функций преобразования фотопреобразователей (п.2.6.5.3). На этот же рисунок нанесите точки, соответствующие средним значениям фототока, определенного экспериментально. При построении графиков исследуемый диапазон значений светового потока следует разделить на 10 равных интервалов и определить путем линейной интерполяции соответствующие этим интервалам значения фототока по экспериментально полученным данным. Занесите найденные значения светового потока в относительных единицах и соответствующие им средние значения фототока в таблицу 2.6.4. Проверьте правильность результатов эксперимента у преподавателя и после этого размонтируйте экспериментальную установку и сдайте оборудование преподавателю.

2.6.5.7 Таблицу экспериментальных данных 2.6.4 подпишите у преподавателя и рассчитайте коэффициенты уравнений аппроксимации функции преобразования фоторезистора и фотодиода. По полученным результатам расчета выберите тип аппроксимирующего уравнения и постройте экспериментальные функции преобразования на том же рисунке, где построены графики рассчитанных функций преобразователей.

2.6.5.8 Рассчитайте параметры фотопреобразователей по теоретическим и экспериментальным функциям преобразования в соответствии с п. 2.6.4.9. Результаты расчетов занесите в таблицу 2.6.5.

2.6.5.9 Сравните параметры преобразователей, найденные по теоретической и экспериментальной функциям преобразования. Объясните причины расхождения значений этих параметров.