Обработка результатов.
-
Исследовался фотодиод №1 (фд1).
Рисунок
3. График ВАХ фотодиода при темноте и
различных освещенностях.
Рисунок 4. Световая характеристика фотодиода.
Рисунок
5. Световые характеристики фотодиода
при различных нагрузках.
Рисунок
6. Нагрузочная характеристика фотодиода.
Величина фотоотклика, возникающего в фотодиоде при освещении его излучением Ф мощностью P, определяется квантовой эффективностью, или квантовым выходом, представляющим собой число фотогенерированных электронно-дырочных пар, отнесенное к числу падающих фотонов
|
|
|
|
,где Jф – плотность фототока, А – площадь освещаемой поверхности фотодиода.
Таким образом:
3.
Однако обычно сравнительным критерием качества фотодиодов является чувствительность, которая определяется как отношение фототока к величине светового потока:
|
|
|
|
Чувствительность связана с квантовым выходом фотодиода:
|
|
|
Тогда получаем:
А/Вт
4.
В случае разомкнутой цепи (режим холостого хода) фотоЭДС Uхх определяется из (1.2) при I = 0:
При максимальной освещенности Uxx=0,5 В, а Iкз=1,34 мА:
5.
Определить максимальную мощность в вентильном режиме при различных нагрузках.
|
Iсд |
20 |
мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
R,Ком |
0 |
1 |
12 |
62 |
100 |
200 |
300 |
5MOm |
10MOm |
|
Iфд |
-0,36 |
-0,33 |
-0,04 |
-0,01 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
Uфд |
0 |
0,32 |
0,48 |
0,49 |
0,49 |
0,49 |
0,49 |
0,49 |
0,49 |
|
P, мВт |
0 |
-0,1056 |
-0,0192 |
-0,0049 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Максимальная мощность будет при R= 12 кОм.
ВЫВОД: В ходе лабораторной работы были исследованы характеристики и основные параметры полупроводниковых фотодиодов.
Из полученных результатов можно сказать, что в фотодиоде без освещения не почти не протекает ток (при отсутствии поглощенных фотоново), что видно из темного ВАХ, а также, как и ожидалось, чем больше освещенность, тем большие значения у силы тока фотодиода, т.к. электроны основного состояния, поглощая энергии фотонов переходят в возбужденные уровни. Изученный фотодиод имеет величину фотоотклика, равную 0,94. Также был рассчитан показатель чувствительности фотодиода, равный 0,55. Кроме того, при исследовании нагрузочной характеристики фотодиода выяснилось, что максимальная мощность достигается не в минимальном (или максимальном) значении сопротивления, а при определенном, в случае исследуемого фотодиода сопротивление, при котором достигается максимальная мощность равно 12кОм.