Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра Промышленной электроники (ПрЭ)

«Светодиоды на основе ДГС»

ОТЧЕТ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

по дисциплине «Наноэлектроника»

Студенты гр. 368-1

_______ С.Б. Жанаева

_______ В.Р. Бубнов

_______И.В. Чевгунов

«__» ________2020 г.

Принял:

Профессор каф. ФЭ

_______ Ю.В. Сахаров

«__» ________2020 г.

Томск 2020

Содержание

Введение 3

2 Основные расчётные формулы 4

3 Основная часть 5

4 Заключение 8

Введение

Целью данной работы является исследование характеристик светодиода на основе гетероструктуры с квантовыми ямами.

Рисунок 1.1 – Схема экспериментальной установки

2 Основные расчётные формулы

Длина волны излучения кристалла светодиода

, (2.1)

где с = 3*10⁸ м/с – скорость света, h = 6,62*10^-34 Дж*с – постоянная Планка.

Уравнение ширины запрещенной зоны In_xGa_1-xN

, (2.2)

где b(InGaN)=3 эB, Eg(InN)=1.9 эB, Eg(GaN)=3.4 эB.

3 Основная часть

Исследовали различные характеристики и зависимости светодиода в диапазоне от 0 до 3,5 В.

Таблица 3.1 – Экспериментальные данные

U, В	I, мА	Фv, лм	U, В	I, мА	Фv, лм
0,0607	0	0,050312	2,402	0,4802	0,138358
0,1667	0	0,050312	2,453	1,922	0,729524
0,2623	0	0,050312	2,506	3,448	1,32069
0,4141	0	0,050312	2,551	6,86	2,628802
0,5683	0	0,050312	2,607	12,005	4,59097
0,7914	0	0,050312	2,659	18,482	7,068836
0,9519	0	0,050312	2,7	26,68	10,20076
1,1763	0	0,050312	2,764	41,07	15,7225
1,3648	0	0,050312	2,804	53,26	20,37636
1,5371	0	0,050312	2,854	72,73	28,3005
1,6586	0	0,050312	2,914	104,99	41,5074
1,8554	0	0,050312	2,959	131,3	52,1987
2,042	0	0,050312	3,032	179,6	72,07194
2,1638	0	0,050312	3,118	252,2	101,8818
2,274	0	0,050312	3,171	303	122,7613
2,316	0,02415	0,06289	3,264	398,3	160,6211
2,375	0,06617	0,075468	3,366	511,2	203,7636

Рисунок 3.1 – Вольт-амперная характеристика светодиода.

Ширина запрещенной зоны = 2,82 эВ.

По формуле (2.1) рассчитаем длину волны излучения кристалла светодиода:

По формуле (2.2) рассчитаем Х для квантовой ямы на основе In_xGa_1-xN:

1,9х+3,4(1-х)-3х(1-х)→3х²-4,5х+3,4=2,82

Подходящий корень этого уравнения = 0,15.

Рисунок 3.2 – Вольт-яркостная характеристика светодиода.

Рисунок 3.3 – Зависимость светового потока от тока, протекающего через светодиод.

Рисунок 3.4 – Зависимость светоотдачи от мощности, подаваемой на светодиод.

4 Заключение

В ходе лабораторной работы мы исследовали светодиод и его характеристики (ВАХ, ВЯХ, люмен-ампермерная зависимость, зависимость светоотдачи от мощности). Вычислили длину волны излучения (440 нм), что соответствует фиолетовому цвету спектра.