Referat Fizica. DISPOZITIVE OPTOELECTRONICE

label Referate autorenew 2025-09-29, 16:56 history_edu sebivaduva
L U C R A R E A N R . 4DISPOZITIVE OPTOELECTRONICE Scopul lucrariiScopul acestei lucrari de laborator este de a masura caracteristicile unor dispozitive optoelectronice: diode luminiscente (LED) si fototranzistoare. Desfasurarea lucrariiMontajul folosit este reprezentat in figura 1 unde-GI este un generator de impulsuri TTL care asigura impulsurile de comanda necesare generatorului de trepte GT si care va fi utilizat in urmatoarele domenii:-20 200 ?s pentru vizualizari-0,2 2 s pentru masuratori de tensiuneIn ambele cazuri reglajul fin se realizeaza cu ajutorul butonului de reglaj a perioadei de pe panoul aparatului.-GT este un generator de trepte de tensiune care furnizeaza 16 trepte la iesirea a, 8 trepte la iesirea b si o tensiune constanta de cca 15V la iesirea +15V. Pentru a realiza protectia componentelor supuse masuratorilor in serie cu iesirile a,b sunt inseriate rezistente de limitare a curentului de 1K??de care trebuie tinut cont in anumite cazuri.-VE este un voltmetru electronic cu autoscalare.-O este un osciloscop cu doua canale si cu posibilitatea de a lucra si in regim X-Y.-ME este montajul cu ajutorul caruia se vor face masuratorile si contine un LED rosu (LR), un LED verde (LV), doua LED-uri de infrarosu (L1,L2)care au caracteristici identice si doua fototranzistoare (F1,F2) deasemeni identice.Notatiile folosite sunt cele care se gasesc inscriptionate pe aparate iar semnele au urmatoarea semnificatie: fir cu conector de tip banana de 4mm sau cu pin de 1mm borna de 4mm borna de 1mmModul general de lucru este urmatorul:-se realizeaza conectarile prevazute la fiecare punct in parte intre ME,GT,O-se relizeaza vizualizarile caracteristicilor specificate la fiecare punct-se realizeaza masuratorile de tensiune conectand VE in punctele specificate. A.Determinarea formei semnalelor date de GT si corelatia dintre ele Se pornesc aparatele si se conecteaza canalul B al osciloscopului (YB) la iesirea a a generatorului de trepte. Se trece osciloscopul in regim de baza de timp declansata intern de catre canalul B si generatorul de impulsuri in regim de vizualizare si se actioneaza butoanele de reglaj ale osciloscopului pana se obtine o imagine stabila. Se vizualizeaza in acest moment forma de unda pe care o da GT la iesirea a. Se conecteaza apoi iesirea b aGT la osciloscop si se vizualizeaza si forma acestei.Corelatia dintre cele doua iesiri (a,b) aleGT se vizualizeaza prin conectarea lor simultana la cate un canal al osciloscopului (a la YA, b la YB) cu sincronizarea osciloscopului pe iesirea b si se traseaza graficele a=f(t) si b=f(t) cu respectarea corelatiei temporale dintre ele.ATENTIE Comutatoarele si butoanele de control ale osciloscopului sunt urmatoarele (in cazul butoanelor coaxiale notatiile cu rosu corespund butoanelor rosii):-SWP/X AMPL. este comutatorul care realizeaza functia de lucru in regim de baza de timp declansata (pozitia SWP 1X sau 5X) sau de regim X-Y (pozitia X AMPL. 10X sau 1X)-TIME/div. este comutatorul din care se regleaza viteza de variatie a bazei de timp-INT/EXT. este comutatorul care selecteaza sursa de semnal de sincronizare si in cazul de fata trebuie sa fie pozitionat pe INT-CHANEL SWITCHING este comutatorul care selecteaza care dintre canale este afisat pe ecran si in cazul de fata trebuie pozitionat pe B cu exceptia cazului in care se vizualizeaza corelatia dintre semnale, caz in care va fi pozitionat pe CHOPPED-TRIGERING este comutatorul care selecteaza sursa de semnal de sincronizare interna si trebuie sa fie pozitionat pe B-X SHIFT, Y SHIFT(A), Y SHIFT(B) sunt butoane de reglaj a pozitiei pe orizontala si pe verticala-V/div (A), V/div (B) sunt comutatoarele care selecteaza sensibilitatea celor doua canale ale osciloscopului-TRIGGERING LEVEL si STABILITY sunt butoanele cu ajutorul carora se stabileste nivelul de sincronizare si stabilitatea acesteia-DC/AC/AUT-LF/AUT-HF este comutatorul care stabileste modul in care se face declansarea si trebuie pozitionat pe AUT-LF Figura 1. Schema generala de masura B.Diode luminiscente a) Caracteristica curent-tensiuneSe conecteaza succesiv iesirea a a GT la LR,LV,L1 cu GI pus in regim de vizualizare si se vizualizeaza caracteristicile ia=f(ua) pentru cele trei diode. Pentru aceasta este necesar ca osciloscopul sa fie trecut in regim X-Y semnalul pentru axa X culegandu-se de anodul diodelor (bornele LR,LV,L1) iar cel pentru axa Y de pe borna B.Se trece GI in regim de masura si cu ajutorul VE se masoara pe rand tensiunile in punctele LR,LV,L1(cel care este conectat in momentul respectiv) si in punctul B .Masuratorile se fac pentru toate cele 16 trepte ale iesirii a. Rezultatele masuratorilor se vor trece in tabelul 1.ATENTIE notatiile UX ,UY se refera la tensiunea masurate la intarea X sau Y a osciloscopului (si corspunzator si punctelor din ME conectate la acestea)Tabelul 1R1 = 100 ?Treapta12345678910...16Ux[mV]Dioda LIUy[mV]ID = Uy/R1[mA]UD = Ux Uy[mV]Ux[mV]Dioda LVUy[mV]ID = Uy/R1[mA]UD = Ux Uy[mV]Ux[mV]Dioda LRUy[mV]ID = Uy/R1[mA]UD = Ux Uy[mV]Se calculeaz valorile curentului prin dioda luminiscent ID i tensiunea pe aceasta UD folosind formulele din Tabelul 1.Se traseaz pe acelai grafic caracteristicile I = f(UD) pentru cele 3 diode luminiscente msurate i se noteaz diferenele dintre acestea.b) Fluxul emisSe ridic caracteristica ?emis = f(i) n unghiul solid ?1, ????2 pentru dioda luminiscent cu emisie n infrarou L1.. Unghiul solid se modific prin modificarea distanei diod luminiscent - fotodetector, i anume cu ct aceast distana este mai mare, cu att unghiul solid este mai mic. Aceasta nseamn c ?1 > ?2 .Pentru a putea masura fluxul emis se vor face urmatoarele conexiuni:-iesirea b a GT se conecteaza la una din intrarile L1,L2-iesirea +15V a GT se conecteaza la una din intrarile F1,F2 (cea corespunzatoare diodei folosite)-intrarea YB a osciloscopului se conecteaza in punctul A-intrarea X a osciloscopului se conecteaza in punctul B Pe osciloscop se va vedea in acest moment raspunsul fototranzistorului conectat la fluxul emis de dioda respectiva si pe baza masuratorilor de curent de colector si a diagramei din figura 2 se poate calcula fluxul emis de dioda .Pentru a putea efectua masuratorile se trece GI in regim de masura si se masoara tensiunile UB si UA care se trec in tabelul 2 Tabelul 2.R1 = 100 ? R2 = 1,6 K?Treapta12345678UB[mV]UA[V]IL1 = UB / R1[mA]IF1 = UA / R2[mA]?1[lx]UA[V]IF2 = UA / R2[mA]?2[lx]Se traseaz pe acelai grafic caracteristicile ?= f(IL) n unghiul solid ?1si ?2 pentru cele 2 diode msurate i se noteaz diferenele ntre acestea. Figura 2. Caracteristica ?=f(IC) C.Fototranzistorul Se ridica caracteristica IC= f(UCE)??ct pentru fototranzistorul F1.Pentru a realiza aceasta se fac urmatoarele conexiuni:-iesirea a a GT se conecteaza la intrarea F1 a ME-iesirea b a GT se conecteaza la intrarea L1 a ME-intrarea YB a osciloscopului se conecteaza la iesirea A a ME-intrarea X a osciloscopului se conecteaza la intrarea F1 a MECu GI in regim de vizualizare so observa pe ecranul osciloscopului setul de caracteristici IC= f(UCE).Se trece GI in regim de masura si se masoara punct cu punct tensiunea de la iesirea A a ME cu ajutorul voltmetrului electronic, avand grija ca sa se parcurga toate cele 128 de puncte.Rezultatele se trec in tabelul 3. Tabelul 3 R2 =1,6 K?Treapta12345678910...16Ua[V]...IL1 = UY[V]...?L1 =IC = UY / R2[mA]...UCE [V]...IL1 = UY[V]...?L1 =IC = UY / R2[mA]...UCE [V]...IL1 = Uy[V]...?L1 =IC = UY / R2[mA]...UCE [V]...IL1 = UY[V]...?L1 =IC = UY / R2[mA]...UCE [V]...IL1 = UY[V]...?L1 =IC = UY / R2[mA]...UCE [V]...IL1 = UY[V]...?L1 =IC = UY / R2[mA]...UCE [V]...IL1 = UY[V]...?L1 =IC = UY / R2[mA]...UCE [V]...IL1 = UY[V]...?L1 =IC = UY / R2[mA]...UCE [V]... Valorile pentru tensiunea Ua se masoara in felul urmator:-se conecteza VE la borna a a GT -se trece GI in regim de masura-se masoara cele 16 trepte de tensiune si se trec in tabelTensiunea UCE se calculeaza cu relatia:UCE= Ua-UY-RLxIc unde RL=1K? este rezistenta de limitare a curentului din GT.Valorile pentru IL1 si pentru ?L1 se iau din tabelul 2.Se reprezinta grafic setul de caracteristici IC=f(UCE)?=ct Continutul referatului -scopul lucrarii-graficul reprezentand corelatia dintre cele doua semnale date de GT-tabelul 1 si graficul I=f(UD) pentru cele trei diode masurate-tabelul 2 si graficul ?=f(IL)-tabelul 3 si graficul IC=f(UCE)?=ct