1.Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawowymi parametrami diod elektroluminescencyjnych oraz transoptora, a także wyznaczenie rodziny charakterystyk I=f(U).
2.Wykaz przyrządów pomiarowych
multimetr typ V54 A
miliamperomierz Metex 3650
dekada oporowa D501
stabilizator napięcia DR 5b-16
3.Program ćwiczenia.
3.1. Pomiar prądu i napięcia w układzie jak na rys. 1 (badanie diody ).
Rys. 1
3.2. Tabela pomiarów
dioda zielona Φ2 dioda zielona Φ5 wyświetlacz LED
Id |
Ud |
|
Id |
Ud |
|
Id |
Ud |
mA |
V |
|
mA |
V |
|
mA |
V |
0,012 |
1,67 |
|
0,003 |
1,6 |
|
0,083 |
1,52 |
0,017 |
1,68 |
|
0,015 |
1,66 |
|
0,13 |
1,54 |
0,023 |
1,69 |
|
0,034 |
1,69 |
|
0,18 |
1,55 |
0,027 |
1,7 |
|
0,106 |
1,76 |
|
0,23 |
1,56 |
0,033 |
1,71 |
|
0,309 |
1,85 |
|
0,3 |
1,58 |
0,044 |
1,72 |
|
0,502 |
1,91 |
|
0,46 |
1,6 |
0,069 |
1,735 |
|
0,635 |
1,94 |
|
0,98 |
1,65 |
0,086 |
1,74 |
|
0,914 |
2 |
|
1,11 |
1,66 |
0,121 |
1,75 |
|
1 |
2,03 |
|
1,28 |
1,67 |
0,213 |
1,78 |
|
1,65 |
2,11 |
|
1,84 |
1,7 |
0,253 |
1,79 |
|
2,3 |
2,2 |
|
3,3 |
1,75 |
0,28 |
1,795 |
|
3,7 |
2,32 |
|
5,8 |
1,82 |
0,314 |
1,8 |
|
4,3 |
2,6 |
|
7 |
1,85 |
0,358 |
1,82 |
|
7,7 |
2,57 |
|
11,6 |
1,93 |
0,504 |
1,83 |
|
10,5 |
2,7 |
|
14 |
1,97 |
0,638 |
1,83 |
|
16,7 |
2,94 |
|
24,5 |
2,11 |
0,885 |
1,84 |
|
24 |
3,15 |
|
30 |
2,19 |
1 |
1,85 |
|
43 |
3,56 |
|
34,4 |
2,22 |
1,246 |
1,86 |
|
-0,0001 |
-2 |
|
42 |
2,3 |
1,41 |
1,864 |
|
-0,0003 |
-4 |
|
|
|
1,5 |
1,87 |
|
-0,0007 |
-8 |
|
|
|
-0,0001 |
-2 |
|
-0,0013 |
-14 |
|
|
|
-0,0003 |
-4 |
|
-0,0015 |
-16 |
|
|
|
-0,0005 |
-6 |
|
|
|
|
|
|
-0,0007 |
-8 |
|
|
|
|
|
|
-0,0009 |
-10 |
|
|
|
|
|
|
-0,0011 |
-12 |
|
|
|
|
|
|
3.3.Określenie napięcia progowego diod.
Na podstawie pomiarów określono napięcie progowe, najmniejszy prąd świecenia, oraz wartość prądu, powyżej którego dioda nie zwiększa jasności świecenia.
Dioda Φ 2 Dioda Φ 5 Wyświetl.
Nap. prog. |
1,7 V |
1,91 V |
1,56 |
Najmn.prąd świecenia |
0,027 mA |
0,502 mA |
0,23 mA |
Prąd pow. którego jasność nie zwiększa się |
1,24 mA |
- |
42 mA |
3.4. Ch-tyki I=f(U) dla kierunku przewodzenia wykonane na papierze milimetrowym, dla kierunku zaporowego poniżej
a) dla diody zielonej, Φ 2
- Id [μA]
-Ud [V]
b) dla diody zielonej, Φ 5
- Id [μA]
-Ud [V]
4.1. Pomiar prądu i napięcia w układzie jak na rys. 2 (badanie transoptora ).
Rys. 2
4.2. Tansoptor - schemat połączeń w układzie scalonym
4.3. Tabela pomiarów
IF=35 mA IF= 15 mA IF= 3 mA
Ic |
UCE |
|
Ic |
UCE |
|
Ic |
UCE |
mA |
V |
|
mA |
V |
|
mA |
V |
0,065 |
0,0234 |
|
0,058 |
0,04 |
|
0,07 |
0,113 |
0,16 |
0,042 |
|
0,11 |
0,054 |
|
0,09 |
0,12 |
0,5 |
0,0747 |
|
0,212 |
0,073 |
|
0,103 |
0,123 |
1,69 |
0,124 |
|
0,625 |
0,11 |
|
0,145 |
0,133 |
2,3 |
0,139 |
|
1 |
0,13 |
|
0,182 |
0,14 |
6,4 |
0,216 |
|
1,98 |
0,164 |
|
0,375 |
0,163 |
8,8 |
0,278 |
|
3 |
0,193 |
|
0,9 |
0,206 |
11 |
0,668 |
|
4 |
0,23 |
|
1,2 |
0,233 |
12,5 |
1,06 |
|
5,3 |
0,278 |
|
1,81 |
0,345 |
14,2 |
1,6 |
|
7,1 |
0,695 |
|
2,5 |
0,631 |
16,4 |
2,4 |
|
9,7 |
1,48 |
|
3 |
1,78 |
19 |
3,54 |
|
11 |
1,94 |
|
3,1 |
2,04 |
22 |
5,16 |
|
14,3 |
3,55 |
|
3,2 |
2,83 |
|
|
|
16,8 |
5,23 |
|
3,3 |
3,68 |
|
|
|
17,7 |
6,09 |
|
3,4 |
4,8 |
|
|
|
17,8 |
6,22 |
|
3,5 |
5,81 |
|
|
|
17,9 |
6,4 |
|
3,6 |
6,98 |
|
|
|
18,6 |
7,14 |
|
|
|
4.4. wykresy rodziny charakterystyk Ic =f(UCE) dla trzech wartości prądu IF : 3, 15, 35 mA wykonane na papierze milimetrowym.
WNIOSKI.
W ćwiczeniu badaliśmy kilka typów diod LED (dwie zielone różnej wielkości oraz wyświetlacz koloru czerwonego) i transoptor.
Diody elektroluminescencyjne LED ( ang. Light Emitting Diode) wykonuje się zazwyczaj z arsenku gallu lub fosforku gallu . Świecą one podczas przepływu prądu przy polaryzacji w kierunku przewodzenia. Emitowany strumień świetlny jest tym większy, im większy jest prąd przepływający przez diodę. Zjawisko takie zaobserwowaliśmy w przypadku badanych diod, przy czym prądy jakie wywoływały efekt świecenia były różne zarówno dla diod różnej wielkości, jak i różnego koloru. I tak, dla diody najmniejszej prąd, który wywołał efekt świetlny był najmniejszy (0,023 mA), natomiast porównując większą diodę zieloną i wyświetlacz (o porównywalnej wielkości) można dojść do wniosku, że dla diod czerwonych prąd wywołujący świecenie jest mniejszy. Podobnie było w zakresie prądów, powyżej których nie zwiększa się jasność świecenia. W przypadku napięć progowych - najmniejszy próg świecenia można zaobserwować dla czerwonego wyświetlacza ( 1,56 V), dla mniejszej diody zielonej wynosił on 1,7 V , a dla większej 1,95 V. Diody w kierunku zaporowym charakteryzowały się bardzo małym prądem wstecznym rzędu μA.
Transoptory są elementami półprzewodnikowymi złożonymi z diody elektroluminescencyjnej i fototranzystora, umieszczonych w jednej obudowie i odizolowanych od siebie.
Przy badaniu transoptora celem ćwiczenia było wyznaczenie rodziny charakterystyk Ic =f(UCE). Ten etap ćwiczenia został wykonany prawidłowo na co wskazuje zgodność kształtu ch-tyk z założeniami teoretycznymi.
Wyszukiwarka