- •Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования
- •Лабораторный практикум по курсу «Молекулярно-лучевая эпитаксия в технологии наноструктур» для студентов специальности 210601.65 Нанотехнология в электронике
- •Введение
- •1.1. Задачи лабораторной работы
- •1.2. Теоретическая часть
- •1.2.1. Фотоэлектрические процессы в инжекционном полупроводниковом лазере
- •1.2.2. Основные характеристики и параметры лазерных диодов
- •1.3. Объект исследования
- •1.6. Внешний вид волоконно-оптического лазерного модуля
- •1.4. Описание лабораторной установки и методов измерения
- •1.5. Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •1.7. Контрольные вопросы
- •2.1. Задачи лабораторной работы
- •2.2. Теоретическая часть
- •2.2.1. Фотоэлектрические процессы в p-I-n фотодиоде
- •2.2.2. Основные параметры и характеристики p-I-n фотодиода
- •2.3. Объект исследования
- •2.4. Описание лабораторной установки и методов измерения
- •2.5. Порядок выполнения работы
- •2.6. Содержание отчета
- •2.7. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 измерение частотной характеристики
- •3.1. Задачи лабораторной работы
- •3.2. Теоретическая часть
- •3.3. Объект исследования
- •3.4. Описание лабораторной установки и методов измерения
- •3.5. Порядок выполнения работы
- •3.6. Содержание отчета
- •3.7. Контрольные вопросы
- •4.1. Задачи лабораторной работы
- •4.2. Теоретическая часть
- •4.2.1. Лавинный процесс в р-п переходе
- •4.2.2. Характеристики лфд
- •4.3. Объект исследования
- •4.4. Описание измерительной установки и методов измерения
- •4.5. Порядок выполнения работы
- •4.6. Содержание отчета
- •4.7. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5 получение методом молекулярно-лучевой эпитаксии светодиодов и измерение яркостно-токовой характеристики
- •5.1. Задачи лабораторной работы
- •5.2. Теоретическая часть
- •5.2.1. Физические процессы в р-п переходе светодиода
- •5.2.2. Основные параметры и характеристики фотоприемников
- •5.3. Объект исследования
- •5.4. Описание измерительной установки и методов измерения
- •5.5. Порядок выполнения работы
- •5.6. Содержание отчета
- •5.7. Контрольные вопросы
- •Оценка погрешностей результатов измерений
- •Значение коэффициента Стьюдента t для случайной величины X, имеющей распределение Стьюдента с (n-1) степенями свободы
- •Алгоритм обработки результатов косвенных измерений
- •Расчет погрешностей типовых задач
- •Литература
3.5. Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с лабораторной установкой.
2. Включить приборы в указанном выше порядке.
3. Ознакомиться с работой интерфейсной программы.
4. Запустить интерфейсную программу генератора сигналов сложной формы Г6-45. Ознакомиться с возможностями данной программы и с порядком установления электрических сигналов на выходе генератора.
5. Установить напряжение питания p-i-n фотодиода 0 В и ток накачки лазерного диода 20 мА.
6. Установить на выходе генератора синусоидальный сигнал с амплитудой 0.5 В и частотой 2 кГц.
7. Получить на экране осциллографа четкую картину фотосигнала. С помощью меток на экране осциллографа измерить амплитуду фотосигнала на сопротивлении нагрузки p-i-n фотодиода.
8. Повторить измерение по п.7 для следующих частот выходного синусоидального сигнала генератора: 20 кГц, 200 кГц, 2 МГц, 3 МГц, 4 МГц, 5 МГц, 6 МГц, 7 МГц, 8 МГц, 9 МГц, 10 МГц (при изменении частоты выходного синусоидального сигнала его амплитуда должна оставаться постоянной и равной 0.5 В).
9. Произвести нормировку измеренных амплитуд фотосигнала на сопротивлении нагрузки p-i-n фотодиода путем деления их на амплитуду фотосигнала, измеренную на частоте 2 кГц.
10. Построить амплитудно-частотную характеристику p-i-n фотодиода и определить его рабочую полосу частот.
11. Повторить измерения по пп. 6-10 для напряжения питания p-i-n фотодиода -5 В.
12. Установить напряжение питания фотодиода 0 В и ток накачки лазерного диода 20 мА.
13. Установить на выходе генератора прямоугольный сигнал с частотой 80 кГц. Установить на блоке “РАЗВЕРТКА” осциллографа время развертки 1 мкс и произвести ее 10-кратную растяжку нажатием кнопки “X10”, в этом случае 1 клетка на сетке экрана осциллографа соответствует 0.1 мкс.
14. Получить на экране осциллографа четкую картину фотосигнала на сопротивлении нагрузки p-i-n фотодиода. С помощью меток на экране осциллографа измерить время нарастания и спада p-i-n фотодиода.
15. Повторить измерения по пп. 13-14 для напряжения смещения p-i-n фотодиода -5 В.
3.6. Содержание отчета
Отчет о проделанной лабораторной работе должен содержать:
название работы, ф.и.о. студента и номер группы;
таблицы с экспериментальными данными;
амплитудно-частотные характеристики p-i-n фотодиода при различных напряжениях питания;
значения рабочей полосы частот p-i-n фотодиода при различных напряжениях питания;
значения времен нарастания и спада p-i-n фотодиода при различных напряжениях питания.
3.7. Контрольные вопросы
1. Приведите основные характеристики фотодиодов, характеризующие его быстродействие.
2. Объясните эквивалентную электрическую схему p-i-n фотодиода.
3. Укажите, как влияет напряжение смещения на амплитудно-частотную характеристику p-i-n фотодиода.
4.Укажите факторы, от которых зависят частотные свойства p-i-n фотодиода.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
ПОЛУЧЕНИЕ МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНО-ЛУЧЕВОЙ
ЭПИТАКСИИ ЛАВИННОГО ФОТОДИОДА
И ИЗМЕРЕНИЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК