LABORATORIUM POMIARÓW I PODZESPOŁÓW ELEKTRONICZNYCH I-25	Ćwiczenie nr 5	Wpływ oświetlenia na półprzewodnik P-N.			UWAGI:
Wykonawcy:	Symbol gr. Stud.	OCENA za Odpowiedź	OCENA za Wykonanie	OCENA za Sprawozdanie
Sprawozdanie opracował:

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadą działania i podstawowymi parametrami fotodiody i fotorezystorów.

2. Wykaz przyrządów

• Rz - rzutnik

• Fd - fotodioda BPYP35

• Fr - fotorezystor

• Zs - zasilacz stabilizowany

• O - omomierz

• R - rejestrator XY

3. Pomiary

a) Wyznaczanie charakterystyki fotorezystora.

Tabela pomiarowa

Lp	R [ kΩ ]	E [ kLx ]	G [ μS ]
1	2,90	105	345
2	4,27	53,5	234
3	5,91	36	169
4	12,82	15,5	78
5	18,74	10	53
6	23,90	7,3	42
7	33,50	5,2	30

b) Wyznaczanie charakterystyki fotodiody.

Wyznaczanie charakterystyki I_Φ=f(Φ) przy U=const (10V):

Lp	E [ kLx ]	IΦ [ μA ]
1	105	535
2	53,5	290
3	36	190
4	15,5	75
5	10	50
6	7,3	35
7	5,2	25

c) Wyznaczanie charakterystyki fotoogniwa.

Lp	ISC [ mA ]	UOC [ V ]	IM [ mA ]	UM [ mV ]	PMAX [ mW ]	ROBC [ Ω ]	FF
1	1,86	0,510	1,72	0,370	0,636	215	0,67
2	1,07	0,484	0,96	0,392	0,376	408	0,73
3	0,71	0,466	0,60	0,370	0,222	617	0,67
4	0,28	0,420	0,22	0,320	0,070	1454	0,60
5	0,15	0,386	0,13	0,270	0,035	2077	0,61
6	0,10	0,360	0,09	0,220	0,020	2444	0,55
7	0,06	0,320	0,04	0,250	0,010	6250	0,52

Maksymalną moc ogniwa obliczamy ze wzoru:

Rezystancję, przy której moc ogniwa jest maksymalna wyznaczamy ze wzoru:

Współczynnik wypełnienia obliczamy ze wzoru:

Przykładowe obliczenia:

3. Wnioski.

Wykonane pomiary charakterystyki oświetleniowej fotorezystora wykazują prawie liniowy przebieg tej zależności. Rezystancja elementu zmniejsza się wraz ze wzrostem oświetlenia, a więc przy pomocy oświetlenia możemy liniowo zmieniać wartość rezystancji fotorezystora (przyrost konduktancji jest liniową funkcją strumienia świetlnego), poza paroma punktami, które odbiegają od prostej z powodu błędnego odczytu E oraz niedokładnego ustawienia badanego elementu na osi strumienia świetlnego.

Pomiary charakterystyki prądowo-napięciowej fotodiody pracującej jako fotodetektor wykazują, że fotoprąd (dodatkowy prąd związany z występowaniem wewnętrznego efektu fotoelektrycznego) jest zależny tylko od wartości strumienia świetlnego i nie zależy od przyłożonego napięcia. Wyznaczona na podstawie charakterystyki I=f(U) zależność I_Φ=f(E) jest (prawie) liniowa zgodnie z założeniami teoretycznymi.

W przypadku fotoogniwa popełnione przez nas przeoczenie polegające na nie zaznaczeniu początku układu współrzędnych spowodowane było naszym niedoświadczeniem w używaniu rejestratora x-y ale wcześniej dokonaliśmy pomiaru U_SC co pomogło w ustaleniu położenia osi prądowej. Sam kształt charakterystyk jest poprawny. Natomiast obliczone parametry mniej więcej zgadzają się z danymi katalogowymi. Co do współczynnika wypełnienia mieści się on w przedziale 0,5
0,65 dla słabszych strumieni światła oraz od 0.66
0,75 dla mocniejszego strumienia, znaczy ot że ogniwo było zbyt wyeksploatowane przez grupy ćwiczące ponieważ wartość współczynnika dla dobrego fotoogniwa powinna zawierać się pomiędzy 0,7 a 0,8. Za pomocą prostych obciążenia dla konkretnej wartości strumienia światła dobieramy dla danego fotoogniwa optymalne obciążenie aby otrzymać maksymalną moc.

---