Изучение работы полупроводниковых светодиодов

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №  6

ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ

СВЕТОДИОДОВ

Цель  работы:  изучить  принцип  действия  и  устройство различных светодиодов; определить постоянную Планка; определить ширину запрещенной зоны лазерного диода.

Описание лабораторного  стенда

На  рис.  1 приведен  общий  вид  панели  установки  ФЛК-20, которая  содержит  набор  светодиодов  1–4,  лазерный  диод  5,  источник постоянного тока 6, блок цифровых измерительных приборов 7, 8 и регулятор постоянного напряжения 9. Установка  снабжена выпрямительным  устройством и  микропроцессорной  системой,  изготовленной  на  базе  однокристальной микро-ЭВМ. Длина волны используемого источника излучения,  показания  вольтметра  7  и  миллиамперметра  8,  с  помощью

которых определяется напряжение на светодиоде и ток через него, отображаются на табло измерительного прибора (см. рис. 1).

Рис.1. Панель лабораторной установки ФЛК-20:

1–4 – светодиоды; 5 –  лазерный диод; 6 – источник тока;

7, 8 – блок цифровых  измерительных приборов;

9 – регулятор напряжения

Квантовые излучатели подключаются к измерительной схеме  поочерёдно  проводником  с  двумя  контактами (рис. 2). Для этого один контакт  проводника соединяется с выводом XS1 установки,  второй – с выбранным  светодиодом XS2, XS3, XS4, XS5 или лазерным диодом XS6. Плавным вращением  ручки  регулировки  .Напряжение  светодиода. 9 снимается вольт-амперная характеристика I = f(U) излучающего p-n-перехода  и наблюдается излучение светодиодов 1–4 или лазерного диода 5.

Рис. 2. Принципиальная электрическая  схема

лабораторной установки:

1–4 – светодиоды; 5 –  лазерный диод; 6 – источник

постоянного тока; 7 – амперметр; 8 – вольтметр;

9 – регулятор напряжения

 

 

а)                                                   б)

Рис. 3. Схема р-n-перехода в светодиоде (а); излучение

при рекомбинации электронов и дырок (б)

 

а)                                                           б)     

Рис. 4. Структура светодиода: плоского (а)

и с полусферической n-областью (б)

 

 

 

а)                                                       б)

Рис. 5. Схема р-n-перехода лазерного диода (а): 1, 2 – зеркала лазерного резонатора; излучение при рекомбинации электронови дырок (б)

 

а)                                                      б)

Рис. 6. Зависимость интенсивности  излучения светодиода (а)

и лазерного диода (б) от длины  волны

Рис. 7. Вольт-амперная характеристика светодиода:

1 – полезная рабочая  область ВАХ светодиода

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

Результаты измерений  ВАХ светодиодов и лазерного  диода

№	Тип светодиода
	Фиолетовый		Синий		зеленый		желтый		красный
	U, В	I, мА	U,В	I,мА	U, В	I, мА	U,В	I,мА	U,В	I,мА
1
2
3
4
5

Таблица 2

Определение постоянной Планка

 

№	Цвет излучателя
1	Фиолетовый
2	Синий
3	Зеленый
4	Желтый
5	красный