Файл: Отчет по лабораторной работе 3 по дисциплине Основы оптоэлектроники.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Отчет по практике

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.11.2023

Просмотров: 64

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
фоторезисторов различного физико-химического состава. Это достигается тем, что установка содержит блок, в котором размещены четыре типа фоторезисторов из CdSe и CdS. Конструкция блока фоторезисторов и основные его элементы приведены на рис.4.2, а его принципиальная схема на рис.4.3.



Рисунок 4.2




Рисунок 4.3

Оптическая часть. Оптическая часть установки представлена на рисунке 3 в его левой половине. В данной работе освещение фоторезистора осуществляется с помощью оптического блока, включающего в свой состав блок светодиодов модулированного зеленого (0,55 мкм), красного (0, 64 мкм). Блок светодиодов показан на рис.3 как D1. Для создания фоновой засветки фоторезистора используется светодиод с длиной волны излучения 0.45 мкм D2. Необходимое для их работы напряжение прямого смещения подается с источников постоянного напряжения, обозначенных V2 и V3 соответственно. Полярность прикладываемого к светодиодам постоянного напряжения соответствует их прямой полярности. Модуляция оптического излучения производится с помощью стандартного генератора Г3-112. Амплитуда переменного напряжения выбирается равной величине постоянного напряжения на светодиоде. Этим достигается 100%-ная модуляция тестового потока источника D1.
    1. Результаты измерений


Измерение частотных зависимостей


Измерим частотные зависимости фотопроводимости фоторезистора, изменяя частоту измерения fпри ????см = 4 В и ????см = 7 В. Результаты измерения приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 Результаты измерений частотных зависимостей

????см = 4 В




????см = 7 В

????, Гц

????фп, мВ

????, Гц

????фп, мВ

10

44

10

54

20

74

20

92

40

110

40

140

60

135

60

170

100

155

100

190

200

135

200

165

400

95

400

115

600

70

600

90

1000

50

1000

65

2000

30

2000

40

4000

20

4000

25

6000

15

6000

15




Полученные значения напряжения фотопроводимости

Uфп

прологарифмируем по основанию 10 и представим график логарифмическом масштабе (рисунки 4.1 и 4.2).

Uфп( f)

в двойном



Рисунок 4.1 График частотных зависимостей ????см = 4В



Рисунок 4.1 График частотных зависимостей ????см = 7 В
Определим частоту среза фотопроводимости и по ней время жизни неравновесных носителей заряда n, p

Рисунок 4.2 Определение фотопроводимости при ????см = 4 В

????ср = 17,9 Гц;


= 1




17,9

= 0,056 с = 56000 мкс.



Рисунок 4.3 Определение фотопроводимости при ????см = 7 В

????ср = 20 Гц;


= 1 = 0,05 с = 50000 мкс.




20



Выделим на прологарифмированной частотной зависимости участки линейной зависимости и для каждого из них определите угол наклона (значение показателя n)


Рисунок 4.4 – Определение угла наклона ????см = 4 В

−1,65

???? = ???? = ???????????????????? ( 3 ) = −0.5





Рисунок 4.5 – Определение угла наклона ????см = 7 В
−2




???? = ???? = ???????????????????? ( 3 ) = −0,588

Измерение полевых зависимостей


Таблица 4.3 Результаты измерений полевых зависимостей

При частоте ???? = 40 Гц




При частоте ???? = 400 Гц

????см, В

????фп, мВ

????см, В

????фп, мВ

0,5

16

0,5

15

1

34

1

28

1,5

52

1,5

40

2

68

2

56

2,5

74

2,5

66

3

80

3

80

3,5

86

3,5

90

4

88

4

96

4,5

92

4,5

100

5

96

5

105

5,5

100

5,5

110

6

110

6

115

6,5

115

6,5

115

7

120

7

120

7,5

125

7,5

125

8

135

8

130

8,5

140




,5

135

9

150




9

140

9,5

150




9,5

145

9,9

155




9,9

145





Рисунок 4.2 Графики полевых зависимостей для 40 Гц и 400 Гц

Рисунок 4.3 – Графики полевых зависимостей для 30 Гц и 300 Гц при включенном светодиоде
Вычислим время пролета неравновесными электронами и дырками фоторезистора размерами (5.6х5.6) мм2:

????

1) ????????

= (0.56 см)2




580 см2В∙с∙2 В
1   2   3   4   5

= 270,3 мкс;


????????

2) ????


= (0.56 см)2




20 см2В∙с∙2 В

= (0.56 см)2

= 7840 мкс.


= 77,2 мкс;




???? 580 см2В∙с∙7 В

????????

= (0.56 см)2




20 см2В∙с∙7 В

= 2240 мкс.



Коэффициент усиления фотопроводимости ????фп для заданных значений напряжения V.При этом подвижности носителей заряда для материала фоторезистора CdSe считать равными следующим значениям: ???????? = 580 Всм2с,

???????? = 20 Всм2с:


1) ????????,???? = 56000 мкс

????фп =

????????,????


????????

????????,????




+

????????


2) ????????,???? = 50000 мкс

????фп =

????фп =

56000




270,3 +

50000




77,2 +

56000




7840 = 214,32

50000




2240 = 669,99

5 Выводы



В результате выполнения данной лабораторной работы были изучены процессы, протекающие в фоторезисторе при его освещения непрерывным излучением различной частоты и при различных значениях напряжения, приложенного к фоторезистору, а также вычислены из полученных зависимостей параметров полупроводника.

Так, во-первых, были построены частотные зависимости фотопроводимости фоторезистора при изменении частоты f, задав в первом случае напряжение

смещения, равное ????см = 4 В и во втором случае – ????см = 7 В. По этим зависимостям