DISPOZITIVE OPTOELECTRONICE

Scopul lucraarii

Scopul acestei lucraari de laborator este de a Mmaasura caracteristicile unor dispozitive optoelectronice: diode luminiscente, fototranzistoare ssi celule fotovoltaice.

Desfassurarea lucrarii

A. Diode luminiscente.

a. Se ridicaa caracteristica i=f(u) pentru 3 diode luminiscente: una cu emisie in infrarossu (DL₁), una cu emisie in rossu (DL_R ssi una cu emisie in verde (DL_V .

Se folosesste montajul:

Figura 1. Montaj experimental pentru ridicarea caracteristicii i=f(u) pentru diode luminiscente

unde:

G₀ - generator de joasa frecventata cu iessire TTL.

G - generator de semnal crescaator variabil continuu (iessireapunctul a) ssi in trepte (16 la iessirea b ssi 8 la iessirea c). Durata unei trepte de tensiune a lui c este egalaa cu durata tuturor treptelor lui b. Tensiunea cu variatie continua se obtine prin integrarea semnalului dat de generatorul G₀. Tensiunile cu variatie discreta se obtin prin insumarea curentilor dati de generatoarele de curent G_c1 ÷ G_c4 si G_c5 ÷ G_c7 (fig. 2), comandate cu divizoarele D₁ ÷ D₃ si D₄ ÷ D₆, pe rezistenta de 1 K. In b semnalul are valoare minima <0> cand toate cele 4 generatoare sunt blocate si creste la valoarea maxima in 15 trepte.

MV - milivoltmetru numeric.

D_V, D_O - intraari pe verticala ssi orizontalaa ale unui osciloscop.

Se vizualizeaza semnalele in punctele a, b, c se noteaza amplitudinea semnalului in a (f_G = 1 KHz) si tensiunile corespunzatoare celor 16 trepte din b si celor 8 trepte din c.

SSe traseazaa graaficele u_a = f(t), u_b = f(t) ssi u_c = f(t) respectandu-se corelattiile temporale dintre ele.

Conectand, succesiv, iessirea a la L_I, L_V, L_R (vezi Figura 1) se vizualizeazaa caracteristica i = f(u) pentru cele 3 diode luminiscente.

Notaa Ceea ce se va vizualiza pe osciloscop nu este tocmai caracteristica diodei luminiscente, ci apare o eroare datorataa rezistenttei R₁ care este inseriataa cu aceasta

Se conecteaza, succesiv, iessirea b la L_I, L_V, L_R. Caracteristica i = f(u) va fi aproximataa prin 16 puncte. Coordonatele acestor puncte se maasoaraa cu milivoltmetrul MV ssi se trec in Tabelul 1.

Indicattie Pentru efectuarea masuratorilor(F_G0< 1 Hz) generatorul G₀ trebuie trebuie trecut pe pozittia EXT., caz in care impulsurile dreptunghiulare nu mai sunt repetitive, ci se comandaa extern cu ajutorul butonului SINGLE PULSE. La fiecare douaa apaasaari ale butonului se trece de la un punct la urmaatorul.

Tabelul 1. R_1­ = 100

Se calculeazaa valorile curentului prin dioda luminiscentaa I_D ssi tensiunea pe aceasta U_D folosind formulele din Tabelul 1.

Se traseazaa pe acelassi grafic caracteristicilea I = f(U_D) pentru cele 3 diode luminiscente maasurate ssi se noteazaa diferenttele dintre acestea.

b. Se ridicaa caracteristica _emis = f(iIL) in unghiul solid s si (unghiul solid se modifica prin modificarea distantei dioda luminiscenta - fotodetector)pentru dioda luminiscentaa cu emisie in infrarossu DL₁ . Unghiul solid se modificaa prin modificarea distanttei diodaa luminiscentaa - fotodetector, ssi anume cu caat aceastaa distantta este mai mare, cu atat unghiul solid este mai mic. Aceasta inseamnaa caa > >

Se va realiza montajul din Figura figura 3. Folosind iessirea a a generatorului se observaa pe osciloscop caracteristica _emis = f(i) continuaa, iar cu iessirea c cea aproximataa in 8 puncte. Coordonatele acestor puncte se maasoara cu milivoltmetrul numeric MV ssi se trec in Tabelul 2.

Figura 2. Montaj experimental pentru ridicarea caracteristicii _emis = f(i) in unghiul solid ₁, ₂ si ₃ pentru diode luminiscente.

Observattii G₀ se fixeazaa pe frecventata foarte joasaa (ultima pozittie), caz in care punctele se vor schimba cu o frecventata de aproximativ 0,1Hz. De asemenea, U_O1 = U_O2 = U_O3 ssi I_L1 = I_L2 = I_L3 deoarece diodele luminiscente DL₁, DL₂ ssi DL_3­ sunt identice.

Se calculeazaa valorile curentului prin dioda luminiscentaa I_L, respectiv prin fototranzistor I_F folosind formulele prezentate in Tabelul 2.

Cu iesirea a a generatorului se observa caracteristica I_L f(U_F) continua, iar cu iesirea c aproximata in 8 puncte. Coordonatele punctelor masurate cu milivoltmetrul numeric MV se trec in Tabelul 2.

Observatii G₀ se fixeaza pe frecventa foarte joasa (mai mica de 1Hz)

U_V1 = U_V2 = U_V3 si I_L1 = I_L2 = I_L3 deoarece diodele luminiscente L₁, L₂ si L_3­ sunt identice.

Pentru determinarea fluxului ₁, ₂ si ₃ se foloseste diagrama 1 de etalonare a fotodetectorului. [ = f(I_F)]

Se traseaza caracteristica  = f(I_L) pentru cele 3 diode masurate.

Tabelul 2. R_1­ = 100  R₂ = 1,6 K

Pentru determinarea valorilor fluxului ₂ ssi ₃ care corespund celor 8 trepte ale semnalului c se folosesste diagrama de etalonare a fotodetectorului [  = f(I_F)] din Figura 3.

Se traseazaa pe acelassi grafic caracteristicile = f(I_L) in unghiul solid ₁, ₂ ssi ₃ pentru cele 3 diode maasurate ssi se noteazaa diferenttele intre acestea.

mA]