LABOLATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI

Temat: Elementy optoelektroniczne.

Ćwiczenie wykonał:

Mateusz Szot

Dariusz Welc

Gr88 II MDT

Cel ćwiczenia.

Zapoznanie się z działaniem i charakterystykami najczęściej stosowanych optoelementów.

Przebieg ćwiczenia:

1.Schemat pomiarowy, wyniki pomiarów i charakterystyka.

1. Zależność prądu wejściowego I_C transoptora od napięcia wejściowego U_CE:

I_C (U_CE ) I_F=const.

lp	If=const	Ic	Uce
1	5mA	0,247	0,053
2		4,84	0,21
3		6,32	0,32
4		7,83	0,593
5		8,02	0,782
6		8,07	0,988
7		8,11	1,31
8		8,14	1,48
9		8,17	1,68
10		8,2	1,95
11		8,24	2,206
12		8,27	2,542
13		8,3	2,781
14		8,34	3,088
15		8,39	3,618
16		8,42	3,953
17		8,44	4,179
18		8,47	4,458
19		8,5	4,687
20		8,52	4,965

1	1mA	0,5	0,46
2		0,5	1,05
3		0,51	1,61
4		0,51	2,1
5		0,51	2,47
6		0,515	3,06
7		0,517	3,5
8		0,519	4,03
9		0,521	4,55
10		0,522	5,06
11		0,523	5,52
12		0,524	6,01
13		0,527	6,54
14		0,528	7,04
15		0,529	7,51
1	3mA	2,27	0,41
2		2,292	0,93
3		2,309	1,45
4		2,32	1,9
5		2,33	2,49
6		2,339	2,86
7		2,349	3,4
8		2,357	3,91
9		2,366	4,51
10		2,367	4,89
11		2,379	5,39
12		2,386	5,86
13		2,393	6,41
14		2,4	6,86
15		2,406	7,33

2. Charakterystyka prądowo napięciowa diody elektroluminescencyjnej z tronsoptora I_F(U_F)dla I_F=0…50mA.

lp	If	Uf
1	0	0
2	0,01	0,41
3	0,02	0,88
4	2,78	1,11
5	6,95	1,15
6	11,9	1,18
7	16,8	1,2
8	21,3	1,22
9	25,9	1,23
10	31,6	1,25
11	35,5	1,26

3. Zależność (względna) prądu wyjściowego Cod wejściowego (Ic/If)(If) przy U_CE=const dla U_CE=5V, If=0…50mA.

lp	Ucb	If
1	0,086	0,43
2	0,25	1,5
3	0,433	2,2
4	0,53	3,1
5	0,8	4,1
6	1,17	5,95
7	1,52	7,9
8	1,805	9,157
9	2,149	10,9
10	2,789	14,18
11	3,156	16,07

2. Schematy układów pomiarowych

Zależność napięcia nieobciążonego złącza kolektorowego fototranzystora z transoptora przy odłączonym emiterze od prądu wejściowego transoprora U_CB(I_F) dla I_F=0…50mA.

lp	If=const.	Ucb	Ic	R=200
1	10mA	0,133	34,8
2		0,663	35
3		1,174	35,2
4		1,841	35,4
5		2,178	35,5
6		2,923	35,6
7		3,348	35,7
8		4,02	35,8
9		4,988	35,9
10		5,99	36,1
11		6,35	36,4
12		7,47	36,5
13		8,4	36,6
14		9,1	36,8
15		9,72	36,9

1	10mA	0,026	37,1	R=100
2		0,264	37,3
3		0,751	37,5
4		1,054	37,7
5		1,362	37,8
6		1,626	37,85
7		1,868	37,9
8		2,21	38
9		2,572	38,1
10		2,845	38,2
11		3,156	38,2
12		3,557	38,3
13		3,791	38,4
14		4,08	38,4

Z powodu niesprawnego sprzętu laboratoryjnego a później spalenia transoptora wykonanie całego ćwiczenia w czasie trwania laboratorium było niemożliwe.

Znaczenie poszczególnych parametrów katalogowych badanego optoelementu. Zalety i Zastosowanie:

Parametry transoptora CNY 17:

If(max)-50mA (maksymalny prąd wejściowy)

Ur(max)-3V

I out(max)-100mA (prąd nasycenia)

U out(max)-70V (napięcie nasycenia)

Ubr-4kV (napięcie przebicia)

Fg-250khz (częstotliwość prądu)

P tot-150mW

Zalety: separacja wejscia-wyjscia różnych poziomach składowych stałych. Różnica napięć może dochodzić do kV. Rezystancja we/wy gigaomy.

Zastosowanie: Transoptory najczęściej stosowane są w układach elektronicznych jako elektroniczne przekaźniki sterowane impulsowo.

Wnioski.

Z budowy transoptora wynikają zbieżność charakterystyk wyznaczonych na podstawie pomiarów i obliczeń z charakterystykami diód i tranzystorów.

Zasadę działania transoptora opisuje zasada optycznej transmisji danych. Sygnał elektryczny wejściowy jest dostarczany do obwodu wejściowego zawierającego diodę elektroluminescencyjną. W skutek modulacji prądu przewodzenia diody przez sygnał wejściowy następuje modulacja wysyłanego przez nią promienia , czyli zamiana sygnału elektronicznego w optyczny. Emitowany przez diodę LED sygnał optyczny pada na okno fototranzystora i zostaje zamieniony na sygnał elektryczny. Należy podkreślić, że mamy tu do czynienia z całkowitą izolacją elektryczną pomiędzy obwodem wejściowym a wyjściowym (są one jednak umieszczone w tej samej obudowie)

Transoptory nazywa się też optorami. Są to bowiem półprzewodnikowe przyrządy optoelektroniczne, którego obwód wejściowy stanowi dioda elektroluminescencyjna a obwód wyjściowy fotodetektor (najczęściej fototranzystor lub fotodioda).

---