Elementy optoelektroniczne

FI2 - Podstawy elektrotechniki i elektroniki. Laboratorium
ELEMENTY OPTOELEKTRONICZNE
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z działaniem i podstawowymi charakterystykami
niektórych elementów optoelektronicznych na przykładzie transoptora. Przed przystąpieniem
do pomiarów naleŜy zapoznać się z wartościami parametrów transoptora (CNY17 lub
odpowiednik – z wyprowadzoną bazą fototranzystora). W czasie pomiarów zwracać uwagę
by nie przekroczyć maksymalnej mocy, maksymalnego prądu i napięcia. Po
zmontowaniu układu pomiarowego ustalić zakresy woltomierzy i amperomierzy. Przed
włączeniem zasilaczy sprawdzić czy potencjometry regulacyjne są w pozycji zerowej.
Pomiar charakterystyk transoptora
1. W układzie jak na rys. 1 wyznaczyć charakterystykę prądowo-napięciową diody
elektroluminescencyjnej z transoptora IF = f(UF) dla IF = 0 ... 40mA oraz zaleŜność
(względną) prądu wyjściowego IC od wejściowego (Ic/IF) = f(IF), przy UCE = const. = 5V.
2. Zmierzyć zaleŜność prądu wyjściowego IC transoptora od napięcia wyjściowego UCE:
IC = f(UCE) przy IF = const.
Rys. 1. Układ do pomiaru charakterystyk transoptora
Pomiar charakterystyk fotoogniwa
1. W układzie jak na rys. 2a wyznaczyć zaleŜność napięcia nieobciąŜonego złącza
kolektorowego fototranzystora z transoptora (złącze to, bez zewnętrznej polaryzacji,
moŜna traktować jak fotoogniwo), przy odłączonym emiterze tego tranzystora, od prądu
wejściowego transoptora: UCB = f(IF) dla IF = 0...40mA
2. Zmierzyć charakterystykę prądowo napięciową fotoogniwa: IC = f(UCB) przy IF = const.
ZaleŜność tę naleŜy zbadać zmieniając rezystancję obciąŜenia fotoogniwa od wartości
maksymalnej do zera (rys. 2b).
Rys. 2. Układ do pomiaru charakterystyk fotoogniwa: a)fotoogniwo nieobciąŜone, b)
fotoogniwo obciąŜone rezystorem
Pomiar charakterystyk fotodiody
1. W układzie jak na rys. 3 wyznaczyć charakterystykę prądowo-napięciową fotodiody (jej
rolę pełni złącze kolektor-emiter spolaryzowane zaporowo): IC = f(UCB) przy IF = const.
Pomiary wykonać w zakresie UCB = 0...30V.
Rys. 3. Układ do pomiaru charakterystyk fotodiody
2. Zmierzyć charakterystykę prądowo-napięciową fotodiody IC = f(IF) przy UCB = const. dla
IF= 0...40mA.
Transmisja sygnału w transoptorze
W układzie z rys. 4. zaobserwować transmisję sygnału w transoptorze. Na wejście podawać
sygnały o róŜnych kształtach (sinus, trójkąt, prostokąt) i róŜnych częstotliwościach.
Rys. 4. Układ do obserwacji transmisji sygnału w transoptorze
NaleŜy odpowiednio dobrać punkt pracy diody świecącej, znajdującej się na wejściu
transoptora (rys.5). Napięcie UCE ustawić na poziomie kilku woltów.
Rys. 5. Dobór punktu pracy diody świecącej: punkt A – nieliniowa część charakterystyki, punkt B –
liniowa część charakterystyki
PARAMETRY TRANSOPTORA CNY 17 (transoptor z wyprowadzoną końcówką bazy):
Nadajnik
Odbiornik
IFmax
60 mA
UCEmax
70 V
URmax
6V
ICmax
50 mA
PINmax
100 mW
POUTmax
150 mW
UBR
CTR:
4kV
I 40 - 80 %
III 100 - 200 %
II 63 - 125 %
IV 160 - 320 %
2
Protokół pomiarowy - elementy optoelektroniczne
Charakterystyki transoptora
IF = f(UF), IC/IF = f(IF)
Lp.
IC = f(UCE)
IF =
UCE =
UF , V
IF, mA
IC, mA
UCE, V
IC, mA
Lp.
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
9
9
10
10
11
11
12
12
13
13
14
14
15
15
16
16
17
17
18
18
19
19
20
20
Charakterystyki fotodiody
IC = f(UCB)
Lp.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
IF =
UCB, V
IC = f(IF)
UCB =
IC, …..
IF, mA
IC, ….
Charakterystyki fotoogniwa
UCB = f(IF)
IC = f(UCB)
IF =
IF, mA
UCB, V
UCB, V
IC, ….