13 Фототранзистор (1013250)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Краткие теоретические сведения

Фототранзистор – это транзистор, в котором инжекция неравновесных носителей осуществляется на основе внутреннего фотоэффекта. Фототранзистор служит для преобразования световых сигналов в электрические с одновременным усилением фототока. Фототранзистор представляет собой монокристаллическую полупроводниковую пластину, в которой при помощи особых технологических приёмов созданы 3 области, называемые, как и в обычном транзисторе, эмиттером, коллектором и базой, причём последняя, в отличие от БП транзистора, как правило, вывода не имеет. Кристалл монтируется в защитный корпус с прозрачным входным окном. Включение фототранзистора во внешнюю электрическую цепь подобно включению биполярного транзистора, выполненному по схеме с общим эмиттером и нулевым током базы. При попадании света на коллекторно-базовый переход в нем образуются парные носители зарядов (электроны и дырки), которые разделяются электрическим полем коллекторного перехода. В результате в базовой области накапливаются основные носители, что приводит к снижению потенциального барьера эмиттерного перехода и увеличению (примерно в β- раз) тока через фототранзистор по сравнению с током, обусловленным переносом только тех носителей, которые образовались непосредственно под действием света.

Семейство вольтамперных характеристик фототранзистора I_к=f(U_кэ) при Ф=const показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Семейство вольт-амперных характеристик фототранзистора.

Семейство вольтамперных характеристик фототранзистора не отличается от ВАХ биполярного транзистора, но входным параметром является не ток базы, а световой поток.

Основными параметрами и характеристиками фототранзисторов, как и других фотоэлектрических приборов (например, фотоэлемента, фотодиода), являются:

• интегральная чувствительность (отношение фототока к падающему световому потоку), у фототранзисторов, изготовленных по диффузионной планарной технологии, она достигает 10 А/лм;

• спектральная характеристика (зависимость чувствительности к монохроматическому излучению от длины волны этого излучения), позволяющая, в частности, установить красную (длинноволновую) границу применимости фототранзистора, эта граница, зависящая от ширины запрещенной зоны полупроводникового материала, для германиевого фототранзистора составляет 1,7 мкм, для кремниевого - 1,1 мкм;

• постоянная времени (характеризующая инерционность фототранзистора) не превышает нескольких сотен мкс. Кроме того, фототранзистор характеризуется коэффициентом усиления первоначального фототока, достигающим 10²-10³.

Высокие надёжность, чувствительность и временная стабильность параметров фототранзистора, а также его малые габариты и относительная простота конструкции позволяют широко использовать фототранзистор в системах контроля и автоматики - в качестве датчиков освещённости, элементов гальванической развязки и т.д.

Описание лабораторной установки

Основой лабораторной установки является серийный прибор CHARACTERISCOPE-Z (тип ТР-4805), позволяющий снимать семейство вольтамперных характеристик (ВАХ) при различных величинах светового потока.

Порядок проведения работы

Для исследования фототранзистора необходимо собрать электрическую схему, показанную на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема подключения фототранзистора и светодиода к характериоскопу.

13. На CHARACTERISCOPE установите:

• тумблер “OFF” в нейтральное положение;

• переключатель “HOR.VOLTS” в положение 0.5 В;

• переключатель “VERT CURRENT” в положение (1-5) мA;

• переключатель “COLLECTOR SUPPLY” в положение “+AC”;

• переключатель “BASE STEPS” в положение “6”;

• переключатель “STEP POL” в положение “+”;

• переключатель “STEP AMPLITUDE” в положение 50 мкА-0.5 мА;

• кнопка “ONE CURVE” отжата.

Включите питание прибора ручкой (“SCALE ILLUM”), прогрейте его не менее 5 минут. Тумблером “OFF” подключите фототранзистор.

14. Получите семейство ВАХ фототранзистора, как показано на рисунке 3. Переключателями “VERT CURRENT” и “STEP AMPLITUDE” установите удобный масштаб ВАХ по вертикали, соответствующий чувствительности исследуемого фототранзистора. Ручкой “OFFSET” совместите нижнюю кривую семейства ВАХ с горизонтальной осью. Значения тока через светоизлучатель I_c будут задаваться с шагом, соответствующим положению “STEP AMPLITUDE”. Рассчитайте световой поток фотоизлучателя:

Ф = к·I_св к=10 лм/мА.

15. Постройте семейство ВАХ фототранзистора как зависимость I_к=f(U_кэ) при Ф=const.

16. По семейству ВАХ постройте световую характеристику фототранзистора I_к=f(Ф) при U_кэ=U_кэ1.

17. На линейном участке световой характеристики выберите рабочую точку А и для нее рассчитайте токовую чувствительность фототранзистора S=ΔI/ΔФ .

ОТЧЕТ

по лабораторной работе студент:

группа:

дата:

тема: ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ФОТОТРАНЗИСТОРА

1. Схема эксперимента.

1. Семейство ВАХ фототранзистора.

1. Световая характеристика фототранзистора.

Токовая чувствительность фототранзистора S=ΔI/ΔФ=

7

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лабораторной работы