3. Задание на практическую работу

1. Зарисовать схемы и вах фотодиодов. Дать комментарии к ним.

2. Записать основные характеристики фотодиодов.

Рис. 3. Схема включения фотодиода с нагрузкой (а), построение нагрузочной характеристики (б) и график напряжения на нагрузке (в)

Из приведенного на рис.3б построения следует, что при отсутствии освещения на фотодиоде будет макс UТ.

При увеличении освещения ток в фотодиоде возрастает, а напряжение на нем падает. Напряжение на нагрузке определяет как разность напряжения источника питания и напряжения на фотодиоде Uн=E-Uфд.

Фотодиоды находят применение как приемники оптического излучения. Ос­новными характеристиками фотодиодов являются: диапазон длин волн принима­емого излучения, интегральная чувствительность S_i темновой ток Iт и постоянная вре­мени τ.

Большинство фотодиодов работает в широком диапазоне длин волн как види­мого, так и невидимого излучения Δλ=0,4...2 мкм. Интегральная чувствительность зависит от площади -перехода и может изменяться в пределах 10¯³...1 мкА/люкс. Темновой ток обычно невелик и имеет значение 10¯²... 1 мкА.

Фотодиоды имеют очень малую инерционность, т. к. ток в них обусловлен дрей­фом неосновных носителей и не связан с диффузией носителей через переход. Посто­янная времени τ фотодиодов лежит в пределах 10³... 1 мкс.

Обозначение фотодиодов состоит из букв ФД и порядкового номера разработки. Например, фотодиод ФД24К имеет интегральную чувствительность 0,5 мкА/лк и тем­новой ток 1 мкА. В связи со сравнительно небольшим уровнем выходного сигнала фотодиоды обычно работают с усилителем. Усилитель может быть внешним и интегри­рованным вместе с фотоприемником.

Особенности фотодиодов:

• простота технологии изготовления и структур;

• сочетание высокой фоточувствительности и быстродействия;

• малое сопротивление базы;

• малая инерционность.

4. Инструкция по выполнению работы

1. Для выбранной рабочей точки на световой характеристике рассчитайте токовую чувствительность фотодиода S=Iф/Ф, (мА/лм).

№ варианта	Световой поток Ф, лм	U= const, В	Фототок Iф, мкА (определяется по графику)	Чувствительность фотодиода S, мкА/лм
1.	2	1
2.	2	2
3.	2	3
4.	2	4
5.	2	5
6.	2	6
7.	2	7
8.	2	8
9.	2	9	9	4,5
10.	2	10

2. Для темновой кривой семейства ВАХ, соответствующей вашему варианту рассчитать значения статического сопротивления Rст и динамического сопротивления Rдин.

По формуле Р = UОБР * IОБР, найдите максимальную мощность Рмакс, отдаваемую фотодиодом в нагрузку.

№ варианта	Ф, лм	U, В	Фототок Iф, мкА (определяется по варианту на графике)	Начальное статическое сопротивление Rст.=1 / Iт , Ом	Максимальную мощность Рмакс, отдаваемую фотодиодом в нагрузку Р = UОБР * IОБР
1.	0	1
2.	0	1
3.	0	1
4.	0	1
5.	0	1
6.	0	1
7.	0	1
8.	0	1
9.	0	1	4,5	0,0000045	0,0000045
10.	0	1