Laboratorium Optoelektroniki

Ćwiczenie nr 5

„Detektory optoelektroniczne”

Wykonali:

Dawid KLEIN

Łukasz KRASOWSKI

Paweł KLEWICKI

grupa C2 L3

1.Charakterystyka zmian rezystancji fotorezystora od oświetlenia R () :

[V/cm^2]	R[]
8	4140
12	1520
19	768
26	415
35	372

Wnioski:

Dane pomiarowe mogą być obarczone błędem spowodowanym niedokładnym określeniem wartości natężenia oświetlenia co wynika z trudnego określenia w jakim położeniu pokrętła potencjometru fotoelement jest oświetlany wiązką o konkretnym natężeniu oświetlenia. Charakterystyka uzyskana z pomiarów nie jest liniowa co pokazuje, że zjawisko generacji par dziura-elektron nie jest zjawiskiem przebiegającym liniowo. Ponadto na nieliniowość charakterystyki może mieć wpływ temperatura, która może zmieniać się ze zmianą płynącego prądu i wprowadzać niepożądane nieliniowości do układu.

2.Charakterystyki statyczne i(u) badanej fotodiody pin dla różnych wartości nat. oświetlenia:

 = 8 [V/cm^2]			 = 12 [V/cm^2]			 = 35 [V/cm^2]
u[V]	i [mA]		u[V]	i [mA]		u[V]	i [mA]
-4,007	-0,07		-4	-0,13		-4	-0,46
-1,088	-0,07		-2,417	-0,139		-0,19	-0,45
0	-0,074		-0,321	-0,096		0,345	-0,32
0,401	-0,061		0,411	0,05		0,464	0,11
0,479	0,35		0,58	1,22		0,558	0,9
0,557	0,96		0,68	2,79		0,6	1,49
0,575	1,16		0,702	4,18		0,64	2,29
0,583	1,26		0,736	6,02		0,666	2,97
0,592	1,38		0,75	7,04		0,688	3,75
0,612	1,7		0,783	10,11		0,702	4,31
0,642	2,27		0,807	13,05		0,723	5,41
0,668	2,95					0,733	6,11
0,688	3,38					0,752	7,44
0,699	4,06					0,763	8,41
0,75	6,97					0,779	10,02
0,808	13,04					0,803	13,05

Wnioski:

Jak widać na charakterystykach im większa wartość natężenia oświetlenia tym większa jest wartość fotoprądu w zakresie zaporowym. Można zatem stwierdzić, że fotodiody pin są bardzo dobrymi fotodetektorami dość znacznych wartości natężeń oświetlenia. Niestety przy niskich wartościach natężenia oświetlenia nie sprawdzają się tak dobrze (pierwsza charakterystyka pokazuje niemalże zerową wartość fotoprądu).

3. Charakterystyka zależności prądu kolektora fototranzystora od oświetlenia i_c ():

[V/cm^2]	u [V]	ic [mA]
8	0,332	0,332
12	0,622	0,622
19	1,179	1,179
26	1,822	1,822
35	2,114	2,114

Gdzie prąd kolektora został obliczony z prawa Ohma:

dla R = 1 k

Wnioski:

Charakterystyka fototranzystora i_c () jest niemalże liniowo zależna od natężenia oświetlenia. Wyraźnie widać, że wzrost natężenia oświetlenia powoduje wzrost natężenia prądu kolektora. Wnioskując z charakterystyki można stwierdzić, że fototranzystor wykazuje lepszą czułość jako fotodetektor niż fotodioda pin (wyraźnie widać na charakterystyce detekcję dla niskich natężeń oświetlenia, a dla wyższych wartości jest ona bardziej zarysowana).

4. Charakterystyka zależności rezystancji wewnętrznej fotoogniwa od oświetlenia R_we ():

UR1 [V]	UR2 [V]	[V/cm^2]	Rwe []
0,078	0,3328	8	5698
0,16	0,3727	12	1733
0,294	0,4291	19	538
0,351	0,4382	26	284
0,4501	0,672	35	580

Rezystancja wewnętrzna fotoogniwa została obliczona z następującej zależności:

gdzie:

R₁ = 1 k

R₂ = 10 k

Wnioski:

Jak widać na wykresie rezystancja wewnętrzna fotoogniwa rośnie wraz ze wzrostem natężenia oświetlenia.

2

---