1. FOTOREZYSTOR

Napięcie na fotorezystorze zostało obliczone wg wzoru:

gdzie: U - napięcie zasilające

U_r - sadek napięcia na rezystancji R

Prąd na fotorezystorze został obliczony wg wzoru:

gdzie: R=100 [Ω].

Tabele danych i obliczeń:

E=E₀ - odpowiada prądowi LED 0 mA

E=E₁ - odpowiada prądowi LED 10 mA

E=E₂ odpowiada prądowi LED 20 mA

E=E₃ odpowiada prądowi LED 30 mA

E=E₄ odpowiada prądowi LED 40 mA

E=E₅ odpowiada prądowi LED 50 mA

E2	DLA I=20[mA]
U [V]	Ur [V]	Ufr [V]	Ir [mA]
0	0	0	0
1	0,032	0,782	0,32
2	0,043	1,998	0,43
3	0,173	2,598	1,73
4	0,103	3,651	1,03
5	0,522	4343	5,22
6	0,627	5,412	6,27
7	0,720	5,823	7,20
8	0,929	6,843	9,29
9	1,028	7,342	10,28
10	1,233	8,735	12,33
11	1,340	9,094	13,40
12	1,936	11,709	19,36

E0	DLA I=O [mA]
U [V]	Ur [V]	Ufr [V]	Ir [mA]
0	0	0,1	0
1	0,022	0,802	0,22
2	0,070	1,948	0,70
3	0,105	2,772	1,05
4	0,141	3,712	1,41
5	0,204	4,686	2,04
6	0,275	5,794	2,75
7	0,331	6,570	3,31
8	0,435	7,626	4,35
9	0,499	8,336	4,99
10	0,573	9,302	5,73
11	0,764	10,196	7,64
12	1	12,650	10
E1	DLA I=10[mA]
U [V]	Ur [V]	Ufr [V]	Ir [mA]
0	0,00	0,000	0
1	0,045	0,856	0,45
2	0,014	2,006	0,14
3	0,047	2,881	0,47
4	0,068	3,900	0,68
5	0,323	4,594	3,23
6	0,403	5,931	4,03
7	0,512	6,470	5,12
8	0,526	7,475	5,26
9	0,792	8,134	7,92
10	0,828	9,507	8,28
11	0,937	10,48	9,37
12	0,990	12,41	9,90

E3	DLA I=30 [mA]
U [V]	Ur [V]	Ufr [V]		Ir [mA]
0	0	0		0
1	0,08	0,63		0,8
2	0,208	1,79		2,08
3	0,326	2,53		3,26
4	0,394	3,97		3,94
5	0,633	4,124		6,33
6	0,666	5,630		6,66
7	0,758	5,862		7,58
8	0,980	6,997		9,80
9	1,303	7,745		13,03
10	1,470	8,766		14,70
11	1,540	9,430		15,40
12	1,840	11,828		18,40
E4	DLA I=40[mA]
U [V]	Ur [V]		Ufr [V]	Ir [mA]
0	0		0	0
1	0,1		0754	1
2	0,236		1,772	0,23
3	0,312		2,480	3,12
4	0,457		3,533	4,57
5	0,548		4,303	5,48
6	0,610		5,687	6,10
7	0,833		6,125	8,33
8	0,920		7,451	9,20
9	1,05		7,730	10,5
10	1,242		8,890	12,42
11	1,268		0,567	12,68
12	1,308		12,120	13,08

E5	DLA I=50[mA]
U [V]	Ur [V]	Ufr [V]	Ir [mA]
0	0	0	0
1	0,12	0,36	1,2
2	0,19	1,931	1,9
3	0,209	2,666	2,09
4	0,355	3,837	3,55
5	0,383	4,373	3,83
6	0,731	5,388	7,31
7	0,726	6,130	7,26
8	0,700	7,700	7,00
9	0,800	8,930	8,00
10	1,002	9,454	10,02
11	1,08	9,69	10,80
12	1,51	12,05	15,10

Tabele pomiarowe dla wykreślenia rodziny charakterystyk prądowo - napięciowych fotorezystorów.

Dla E=E₀ dla E=E₁

Ufr [V]	Ir [mA]
0,1	0
0,802	0,22
1,948	0,70
2,772	1,05
3,712	1,41
4,686	2,04
5,794	2,75
6,570	3,31
7,626	4,35
8,336	4,99
9,302	5,73
10,196	7,64
12,650	10
Ufr [V]	Ir [mA]
0,000	0
0,856	0,45
2,006	0,14
2,881	0,47
3,900	0,68
4,594	3,23
5,931	4,03
6,470	5,12
7,475	5,26
8,134	7,92
9,507	8,28
10,48	9,37
12,41	9,90

dla E=E₂ dla E=E₃

Ufr [V]	Ir [mA]
0	0
0,782	0,32
1,998	0,43
2,598	1,73
3,651	1,03
4343	5,22
5,412	6,27
5,823	7,20
6,843	9,29
7,342	10,28
8,735	12,33
9,094	13,40
11,709	19,36
Ufr [V]	Ir [mA]
0	0
0,63	0,8
1,79	2,08
2,53	3,26
3,97	3,94
4,124	6,33
5,630	6,66
5,862	7,58
6,997	9,80
7,745	13,03
8,766	14,70
9,430	15,40
11,828	18,40

Ufr [V]	Ir [mA]
0	0
0,36	1,2
1,931	1,9
2,666	2,09
3,837	3,55
4,373	3,83
5,388	7,31
6,130	7,26
7,700	7,00
8,930	8,00
9,454	10,02
9,69	10,80
12,05	15,10

Dla E=E₄ dla E=E₅

Ufr [V]	Ir [mA]
0	0
0,754	1
1,772	0,23
2,480	3,12
3,533	4,57
4,303	5,48
5,687	6,10
6,125	8,33
7,451	9,20
7,730	10,5
8,890	12,42
0,567	12,68
12,120	13,08

Wykreślenie zależności rezystancji fotorezystora od strumienia świetlnego R=f(E).

Do wykreślenia tej zależności zostaną użyte podkreślone i pogrubione w tabelach wyżej.

Do obliczenia rezystancji fotorezystora wykorzystano wzór:

tabela pomiarowa dla wyznaczenia zależności:

Strumień świetlny E	Rezystancja Rfr [Ω]
E=E0 0 [mA]	2106,9
E=E1 10 [mA]	1471,7
E=E2 20 [mA]	863,15
E=E3 30 [mA]	845,34
E=E4 40 [mA]	932,29
E=E5 50 [mA]	838,57

3. FOTOTRANZYSTOR

Napięcie na fototranzystorze zostało obliczone wg wzoru:

gdzie: U - napięcie zasilające

U_R - sadek napięcia na rezystancji R

Prąd na fototranzystorze został obliczony wg wzoru:

gdzie: R=10 [kΩ].

Tabele danych i obliczeń:

E=E₀ - odpowiada prądowi LED 0 mA

E=E₁ - odpowiada prądowi LED 10 mA

E=E₂ odpowiada prądowi LED 20 mA

E=E₃ odpowiada prądowi LED 30 mA

E=E₄ odpowiada prądowi LED 40 mA

E=E₅ odpowiada prądowi LED 50 mA

Tabele z pomiarami oraz obliczeniami:

Dla E=E₀ Dla E=E₁

U [V]	UR	UCE [V]	IC [mA]
0	0	0	0
1	0,02	0,98	0,002
2	0,021	1,979	0,0021
3	0,021	2,979	0,0021
4	0,022	3,978	0,0022
5	0,022	4,978	0,0022
6	0,023	5,977	0,0023
7	0,022	6,978	0,0022
8	0,049	7,951	0,0049
9	0,059	8,941	0,0059
10	0,062	9,938	0,0062
11	0,062	10,938	0,0062
12	0,077	11,923	0,0077
U [V]	UR	UCE [V]	IC [mA]
0	0	0	0
1	0,112	0,888	0,0112
2	0,118	1,882	0,0118
3	0,123	2,877	0,0123
4	0,129	3,871	0,0129
5	0,136	4,864	0,0136
6	0,154	5,846	0,0154
7	0,159	6,841	0,0159
8	0,201	7,799	0,0201
9	0,214	8,786	0,0214
10	0,218	9,782	0,0218
11	0,227	10,773	0,0227
12	0,245	11,755	0,0245

Dla E=E₂ Dla E=E₃

U [V]	UR	UCE [V]	IC [mA]
0	0	0	0
1	0,152	0,848	0,0152
2	0,165	1,835	0,0165
3	0,171	2,829	0,0171
4	0,181	3,819	0,0181
5	0,19	4,81	0,019
6	0,197	5,803	0,0197
7	0,204	6,796	0,0204
8	0,212	7,788	0,0212
9	0,222	8,778	0,0222
10	0,227	9,773	0,0227
11	0,238	10,762	0,0238
12	0,255	11,745	0,0255
U [V]	UR	UCE [V]	IC [mA]
0	0	0	0
1	0,166	0,834	0,0166
2	0,176	1,824	0,0176
3	0,186	2,814	0,0186
4	0,194	3,806	0,0194
5	0,204	4,796	0,0204
6	0,212	5,788	0,0212
7	0,222	6,778	0,0222
8	0,232	7,768	0,0232
9	0,243	8,757	0,0243
10	0,254	9,746	0,0254
11	0,266	10,734	0,0266
12	0,274	11,726	0,0274

Dla E=E₄ Dla E=E₅

U [V]	UR	UCE [V]	IC [mA]
0	0	0	0
1	0,172	0,828	0,0172
2	0,18	1,82	0,018
3	0,191	2,809	0,0191
4	0,201	3,799	0,0201
5	0,212	4,788	0,0212
6	0,22	5,78	0,022
7	0,231	6,769	0,0231
8	0,239	7,761	0,0239
9	0,251	8,749	0,0251
10	0,261	9,739	0,0261
11	0,275	10,725	0,0275
12	0,279	11,721	0,0279
U [V]	UR	UCE [V]	IC [mA]
0	0	0	0
1	0,176	0,824	0,0176
2	0,186	1,814	0,0186
3	0,201	2,799	0,0201
4	0,206	3,794	0,0206
5	0,215	4,785	0,0215
6	0,223	5,777	0,0223
7	0,232	6,768	0,0232
8	0,243	7,757	0,0243
9	0,255	8,745	0,0255
10	0,266	9,734	0,0266
11	0,278	10,722	0,0278
12	0,282	11,718	0,0282

CHARAKTERYSTYKA I_C=f(U_CE):

4. OBLICZENIE PRZEKŁADNI PRĄDOWEJ TRANSOPTORÓW.

Przekładnie prądową (współczynnik wzmocnienia prądowego) transoptorów oblicza się z zależności:

gdzie:

I_wyj - prąd na fotodetektorze,

I_wej - prąd na diodzie LED

1. Transoptor: dioda LED - fotorezystor,

Dla E=E₁ Dla E=E₂ Dla E=E₃

I_wej=10 [mA] I_wej=20 [mA] I_wej=30 [mA]

I_wyj=6,8 [mA] I_wyj=15,52 [mA] I_wyj=20,32 [mA]

k₁=0,68 k₂=0,776 k₃=0,677

Dla E=E₄ Dla E=E₅

I_wej=40 [mA] I_wej=50 [mA]

I_wyj=24,42 [mA] I_wyj=27,22 [mA]

k₄=0,611 k₄=0,544

k_śr=0,658

2. Transoptor: dioda LED - fototranzystor.

Dla E=E₁ Dla E=E₂ Dla E=E₃

I_wej=10 [mA] I_wej=20 [mA] I_wej=30 [mA]

I_wyj=0,0154 [mA] I_wyj=0,0197 [mA] I_wyj=0,212 [mA]

k₁=0,0015 k₂=0,00099 k₃=0,00071

Dla E=E₄ Dla E=E₅

I_wej=40 [mA] I_wej=50 [mA]

I_wyj=0,0220 [mA] I_wyj=0,0223 [mA]

k₄=0,00055 k₄=0,00045

k_śr=0,00084

5. CHARAKTERYSTYKI PRĄDOWO - NAPIĘCIOWEDIOD ELEKTROLUMINESCENCYJNYCH.

ID [mA]	UD [V]
	zółta	zielona	czerwona	Niebieska
1	1,761	1,822	1,535	1,338
2	1,803	1,864	1,559	2,068
3	1,831	1,894	1,573	2,578
4	1,853	1,918	1,583	2,938
5	1,872	1,939	1,590	3,109
6	1,888	1,958	1,597	3,207
7	1,903	1,957	1,602	3,284
8	1,913	1,991	1,606	3,338
9	1,930	1,997	1,608	3,386
10	1,940	2,007	1,615	3,428

6) WNIOSKI:

Celem tego ćwiczenia było badanie elementów optoelektrycznych. Na podstawie otrzymanych wyników pomiarów zostały wykreślone charakterystyki prądowo - napięciowe fotorezystora, fototranzystora oraz diod elektroluminescencyjnych LED (cztery kolory świecenia). W przypadku fotorezystora dodatkowo została wykreślona zależność rezystancji fotorezystora od strumienia świetlnego. Z wykresu widać, że rezystancja fotorezystora maleje wraz ze wzrostem natężenia oświetlenia.

Kolejnym zadaniem do opracowania w sprawozdaniu było wyznaczenie przekładni prądowej transoptorów. W przypadku transoptora składającego się z diody LED oraz fotorezystora, współczynnik wzmocnienia prądowegowynosił k=0,658, a w przypadku transoptora:dioda LED - fototranzystor, przekładnia prądowa wyniosła, k= 0,00084.

Sprawozdanie z Elektroniki

Temat: Fotoelementy

Wykonali

Sebastian Bubrowski

Piotr Grzegorzek

Marcin Bardzel

KARTA POMIAROWA

1. FOTOREZYSTOR

	DLA I=O [mA]		DLA I=10[mA		DLA I=20[mA]		DLA I=30 [mA]		DLA I=40[mA]		DLA I=50[mA]
U [V]	Ur [V]	Ufr [V]	Ur [V]	Ufr [V]	Ur [V]	Ufr [V]	Ur [V]	Ufr [V]	Ur [V]	Ufr [V]	Ur [V]	Ufr [V]
0	0	0,1	0,00	0,000	0	0	0	0	0	0	0	0
1	0,022	0,802	0,045	0,856	0,032	0,782	0,08	0,63	0,1	0754	0,12	0,36
2	0,070	1,948	0,014	2,006	0,043	1,998	0,208	1,79	0,236	1,772	0,19	1,931
3	0,105	2,772	0,047	2,881	0,173	2,598	0,326	2,53	0,312	2,480	0,209	2,666
4	0,141	3,712	0,068	3,900	0,103	3,651	0,394	3,97	0,457	3,533	0,355	3,837
5	0,204	4,686	0,323	4,594	0,522	4343	0,633	4,124	0,548	4,303	0,383	4,373
6	0,275	5,794	0,403	5,931	0,627	5,412	0,666	5,630	0,610	5,687	0,731	5,388
7	0,331	6,570	0,512	6,470	0,720	5,823	0,758	5,862	0,833	6,125	0,726	6,130
8	0,435	7,626	0,526	7,475	0,929	6,843	0,980	6,997	0,920	7,451	0,700	7,700
9	0,499	8,336	0,792	8,134	1,028	7,342	1,303	7,745	1,05	7,730	0,800	8,930
10	0,573	9,302	0,828	9,507	1,233	8,735	1,470	8,766	1,242	8,890	1,002	9,454
11	0,764	10,196	0,937	10,48	1,340	9,094	1,540	9,430	1,268	0,567	1,08	9,69
12	1	12,650	0,990	12,41	1,936	11,709	1,840	11,828	1,308	12,120	1,51	12,05

2.FOTOTRANZYSTOR

	DLA I=O [mA]		DLA I=10[mA		DLA I=20[mA]		DLA I=30 [mA]		DLA I=40[mA]		DLA I=50[mA]
U [V]	UR	UCE [V]	UR	UCE [V]	UR	UCE [V]	UR	UCE [V]	UR	UCE [V]	UR	UCE [V]
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
1	0,02	0,98	0,112	0,888	0,152	0,848	0,166	0,834	0,172	0,828	0,176	0,824
2	0,021	1,979	0,118	1,882	0,165	1,835	0,176	1,824	0,18	1,82	0,186	1,814
3	0,021	2,979	0,123	2,877	0,171	2,829	0,186	2,814	0,191	2,809	0,201	2,799
4	0,022	3,978	0,129	3,871	0,181	3,819	0,194	3,806	0,201	3,799	0,206	3,794
5	0,022	4,978	0,136	4,864	0,19	4,81	0,204	4,796	0,212	4,788	0,215	4,785
6	0,023	5,977	0,154	5,846	0,197	5,803	0,212	5,788	0,22	5,78	0,223	5,777
7	0,022	6,978	0,159	6,841	0,204	6,796	0,222	6,778	0,231	6,769	0,232	6,768
8	0,049	7,951	0,201	7,799	0,212	7,788	0,232	7,768	0,239	7,761	0,243	7,757
9	0,059	8,941	0,214	8,786	0,222	8,778	0,243	8,757	0,251	8,749	0,255	8,745
10	0,062	9,938	0,218	9,782	0,227	9,773	0,254	9,746	0,261	9,739	0,266	9,734
11	0,062	10,938	0,227	10,773	0,238	10,762	0,266	10,734	0,275	10,725	0,278	10,722
12	0,077	11,923	0,245	11,755	0,255	11,745	0,274	11,726	0,279	11,721	0,282	11,718

3.DIODA LED. ```

ID [mA]	UD [V]
	zółta	zielona	czerwona	Niebieska
1	1,761	1,822	1,535	1,338
2	1,803	1,864	1,559	2,068
3	1,831	1,894	1,573	2,578
4	1,853	1,918	1,583	2,938
5	1,872	1,939	1,590	3,109
6	1,888	1,958	1,597	3,207
7	1,903	1,957	1,602	3,284
8	1,913	1,991	1,606	3,338
9	1,930	1,997	1,608	3,386
10	1,940	2,007	1,615	3,428

---