半导体光电二极管伏安特性测定
半导体光电二极管伏安特性测定 了解光电二极管结构及工作原理 熟悉光电二极管的基本性能 掌握光电二极管伏安特性的测量技术 了解光电二极管在光电转换技术中的正确 使用方法 实验仪器 MOE--A型光电二极管伏安特性测试仪 请 记录仪器编号 光纤传输系统 光纤绕盘、两端都为双通道 的耳机插头线一根，用它连接主仪器与光 纤绕盘、两插头输出的光电二极管一只 电阻箱(2个) 导线 半导体光电二极管的结构及工作原理常工作于反向偏压状态;受到光照，在光电效应作用下产生光生载流子，形成光电流;光电流的方向:由光电二极管负极流向正极，类似于直流电源。 光电二极管的伏安特性 I I 0 1 expqv / kT I LI0是无光照的反向饱和电流，V是二极管的端电压(正向电压为正，反向电压为负)，q为电子电荷，k为波耳兹曼常数，T是结温，单位为K，I L 是无偏压状态下(V0)光照时的短路电流，它与光照时的光功率成正比。无偏压状态下，短路电流与入照光功率的关系称为光电二极管的光电特性，这一特性在坐标系中的斜率R定义为光电二极管的响应度。 I L R? A / W P光电二极管的伏安特性曲线 实验内容 LED、SPD光功率测定 将光纤传输系统LED 端接主仪器LED插孔 短接W2两端; 将SPD端接主仪器光功率 计(切换开关向左); 将毫安
表
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置0，测定光 功率计0差; 调节LED电流，使光 功率分别为5，10，15 (消去0差:用仪表上 数字减去0差);实验内容 测定光电二极管反向伏安特性 理想运算放大器的特性:(两 输入端等电位，两输入端上无 电流); 由电路
分析
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可得:光电二极管 两端电压由伏特表可测出， U0 由m V 表测出; 光电二极管两端电流: U0 I Rf 实验内容 测定光电二极管反向伏安特性(操作) 将光纤传输系统LED端接主仪器LED插孔，短接W2两端; 将SPD端接主仪器光电二极管符号两端，连接反向U0和光功率计红色插孔; 特性切换开关向右，数显切换开关向右; 调mA、V表为0，测定反向特性0差，调V表为0、2、4、6、8V，分别测出对应的U0 ; 接光功率测试线路，将光功率调至3或4或5微瓦(消去0差); 接回反向特性测试线路，调V表为0、2、4、6、8V，分别测出对应的U0 ; 做下一光功率(6.0或8.0或10.0); 做下一光功率(9.0或12.0或15.0)。实验内容 测定光电二极管反向伏安特性(数据记录 ) 表1.1: P W Rf I U 0f R -8.0 -6.0 -4.0 -2.0
0 V(V) U0(m V I AV0对应的I为短路电流 IL 实验内容 测定SPD光电特性(数据记录及处理) 利用反向特性数据可得 I L 与P的对应数据，填入 下表，以 I L 为纵坐标，P为横坐标，作图，求出 斜率即为响应度R(单位) SPD光电特性数据表 0 3.0 6.0 9.0 12.0 P W 0 I L A实验内容 测定光电二极管光电特性 (U0 理想运算放大器的特性:(两 输入端等电位，两输入端上无 电流); 由电路分析可得:U0时，P 由光功率计测出， U0 由 m V 表测出; 光电二极管短路电流: U0 IL Rf实验内容 测定光电二极管正向伏安特性 理想运算放大器的特性: (两输入端等电位，两输 入端上无电流); 由电路分析可得:光电二 极管两端电压 U0 由m V 表测出，RL 由电阻箱读数。 SPD的电流: I U0 RL 实验内容 测定SPD正向伏安特性(操作) 调光功率为3(消去0差); 将光纤传输系统LED端接主仪器LED插孔;将SPD端接主仪器光电二极管符号两端， 连接正向U0和光功率计红色插孔;特性切换开关向左，数显切换开关向右; 串联电阻箱至W2 两端置0，主仪器后面板倍率置5，测定正向特性0差; 调电阻箱，使m V 表显示(消去0差)-10、-20、-30、…..等，直到电阻箱阻值为 199.8千欧，分别记录对应的U0 (注意乘以5)和Rl ，最后断开电阻箱测出U0; 做下一光功率。实验内容 测定SPD正向伏安特性(数据记录)
P W I U0 RL U 0 mv RL k I A 数据处理要求 用坐标纸制图; 绘制光电二极管在第三、四象限内的伏安 特性曲线; .绘制光电特性曲线，用图解法测出被测光 电二极管在峰值波长下的响应度R值。 作出实验结论 复习题 1、怎样给LED加电流, 2、如何测定光功率, 3、简要分析并写出SPD反向特性测试原理, 4、简要分析并写出SPD正向特性测试原理, 5、简要分析并写出SPD光电特性测试原理, 6、掌握上述内容的具体操作。
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