6- amaliy mashg‘ulot. Mavzu: Fotodiodlarning asosiy xarakteristikalarini o‘rganish. Ishdan maqsad

6- Amaliy mashg‘ulot.


Mavzu: Fotodiodlarning asosiy xarakteristikalarini o‘rganish.


Ishdan maqsad: Fotodiodli optronning asosiy parametrlarini o‘rganish.
Fotodiodli optronlarni sxemasi 8.1–rasmda keltirilgan.
Fotodiodli optronlarni asosiy xarakteristikalariga optron nur diodining voltь–amper xarakteristikasi, fotodiodning voltь–amper xarakteristikasi va fododiod lyuks–amper xarakteristikalari kiradi. Fotodiodli yopiq optik kanalli optronlarni nur diodi voltь–amper xarakteristikasi fotorezistorli yopiq optik kanalli optronlarni nur diodi voltь–amper xarakteristikasiga o‘xshash bo‘ladi. fotorezistorli yopiq optik kanalli optronlarni nur diodi voltь–amper xarakteristikasi №1–labaratoriya ishida tadqiq qilingan. SHuning uchun bu labaratoriya ishida fotodiodning voltь–amper xarakteristikasi va lyuks – amper xarakteristikalarini tadqiq qilish bilan chegaralanamiz.
Fotodiodlar, fotorezistorlardan farqli holda, yarim o‘tkazgich plastinkani tashkil qiladi, uning ichida quyidagi soxalar mavjud elektron (“n”–soxa) va teshik (“r”–soxa) o‘tkazuvchilar.
Fotodiodlarda ikki xil ish rejimi qo‘llaniladi fotodiod va fotogenerator ish rejimlari. Fotodiod ish rejimida fotodiodni yoritilganda unda yordamchi zaryad tashuvchilar ajratiladi, toki oshadi, bu tokning ortishi asosiy zaryad tashuvchilar tokidan ma’lum darajada katta bo‘ladi, ya’ni yorug‘lik tokining qiymati qorong‘ulik toki qiymatidan ancha katta bo‘ladi.
Fotodiodlarning fotodiod ish rejimini xosil qiluvchi sxema 8.2–rasmda keltirilgan.
Fotodiod orqali o‘tayotgan to‘la tok teskari siljishda quyidagiga teng:
(1)
bu erda, IF–fototok, IS–“r–n” o‘tish orqali o‘tayotgan teskari tok, D–koeffitsient, U–fotodiod kuchlanishi, fototok quyidagiga teng:
(2)
bu erda, S – fotodiodning tok bo‘yicha integral sezgirligi.
Fotogenerator ish rejimda, ya’ni tashqi manbasiz, r–n o‘tishning vazifasi asosan yorug‘lik ta’sirida paydo bo‘luvchi zaryad tashuvchilarni ajratish (elektron va teshik), uning natijasida fotodiod foto EYUK ishlab chiqaradi.
Fotodiodlarning fotogenerator ish rejimini xosil qiluvchi sxema 8.3– rasmda keltirilgan.
Salt ishlash rejimida fotogeneratordagi kuchlanish nur oqimi logarifmiga proporsional, ya’ni;
(3)
Ta’kidlash kerakki, fotodiodning inersion xususiyati fotodiodli rejimga nisbatan fotogenerator rejimida ancha yuqoridir.
Fotodiodning spektral xarakteristikasi qanday fotodiodning qaysi material asosida tayyorlanishiga bog‘liq bo‘ladi. Ko‘pincha, fotodiodlar germaniy va kremniydan tayyorlanadi. Kremniyli fotodiodlar 0,80,9 mkm spektral xarakteristikaga ega bo‘lsa, germaniyli fotodiodlar maksimumi 1,2 mkm gacha bo‘ladi.
Fotodiodning volьt–amper xarakteristikasi fotodiod orqali oqib o‘tayotgan tokning shu fotodiodga qo‘yilgan kuchlanishga va uning yuzasiga ta’sir etayotgan yorug‘lik oqimidan bog‘liqligini xarakterlaydi va u quyidagi ko‘rinishga ega.

Ifd=F(Ufd;Ffd) (4)

Fotodiodning lyuks – amper xarakteristikasi fotodiod orqali oqib o‘tayotgan tokning shu fotodiod yuzasiga tushayotgan yorug‘lik oqimiga bog‘liqligini ifodalaydi va quyidagi ko‘rinishga ega.

Ifd =F(Ffd) (5)
Fotodiodli yopiq optik kanalli optronlar konstruksiyasi germetik yopiq bo‘lgani uchun ularda fotodiod yuzasiga tushayotgan yorug‘lik oqimini o‘lchash imkoniyati yo‘q. SHuning uchun Ifd =F(Ffd) bog‘lanishga proporsional bo‘lgan Ifd =F(Ind) bog‘lanish olinadi. CHunki Ffd=Fnd=kInd. Bu erda k proporsionallik koeffitsienti.
Fotodiodli yopiq optik kanalli optronni asosiy xarakteristikalarini tadqiq qilishni fotodiodning fotogenerator va fotodiod ish rejimlari uchun amalga oshamiz.
I. AOD101V optronining texnik parametrlari bilan tanishib 8.4– rasmda ko‘rsatilgan tajriba qurilmasining sxemasini yig‘amiz.
II. Nur diodi toki Ind – ni har hil qiymatlari uchun va Ind = Const bo‘lgan holda Ifd=F(Ufd) bog‘lanishni oling va uning grafigini quramiz.
III. 8.5– rasmda ko‘rsatilgan sxemani yig‘amiz.
IV. Ifd =F(Ind) bog‘lanishni olib uning grafigini quramiz.

Fotodiod ish rejimida fotodiodli optronni voltь–amperxarakteristikasini tadqiq qilish.

1.1. AOD101V optronining texnik parametrlari quydagicha:
nur diodining chegaraviy toki Ind=20 mA;
uztish koeffitsienti Kuz=1,2 %
fotodiod chegaraviy kuchlanishi Ufd=20 (V)
1.2. AOD101V optronining ulanish sxemasini 8.4–rasmda ko‘rsatilgan.
Tadqiq qilinayolgan fotodiodli optronning nur diodi anodini milliampermetr mA va nur diod tokini chegaralovchi rezistor R orqali birinchi ta’minot manbai TM1 ning chiqish zanjirini (+) qutibiga ulang, (–) qutibiga esa nur diodini katodini ulang.
1.3. Tadqiq qilinayolgan fotodiodli optronning fotodiodi katodini mikroampermetr A orqali ikkinchi taminot manbai TM2 ning chiqish zanjirini (+) qutibiga ulang, (–) qutibiga esa fotodiodning anodini ulang. Volьtmetr V ni mos ravishda ikkinchi taminot manbai TM2 ning chiqish zanjirlariga ulang.
1.4. Optron nur diodi tokining Ind=0–20 (mA) bo‘lgan oraliqda o‘zgartirib uning xar bir qiymati uchun ikkinchi ta’minot manbai TM2 chiqish kuchlanishini 0–15 (V) oralig‘ida o‘zgartirib Ind =Const bo‘lgan xolda Ifd =F(Ufd) bog‘lanishni oling.
1.5. Buning uchun birinchi ta’minot manbai TM1 ning boshqarish dastasi yordamida nur diod tokini Ind= 5 (mA) qilib o‘rnating.
1.6. Ikkinchi ta’minot manbai TM2 chiqish kuchlanishini uning boshqarish dastasi yordamida 0–15 (V) oralig‘ida o‘zgartirib uning xar bir qiymatiga mos keluvchi fotodiodning teskari toki qiymatini jadval ko‘rinishida yozib oling.
1.7. Optron nur diodi tokining Ind= 10; 15 (mA) qiymatlari uchun 1.6. punktda bajarilgan ishlarni takrorlang.
1.8. Olingan natijalar bo‘yicha Ifd =F(Ind;Uke) bog‘lanish grafigini quring.
Fotogenerator ish rejimida fotodiodli optronni lyuks–amper xarakteristikasini tadqiq qilish.
2.1. Tajriba qurilmasi sxemaisni yig‘ish (9.5–rasm).
Tadqiq qilinayolgan fotodiodli optronning nur diodi anodini milliampermetr mA va nur diod tokini chegaralovchi rezistor R orqali birinchi ta’minot manbai TM1 ning chiqish zanjirini (+) qutibiga ulang, (–) qutibiga esa nur diodini katodini ulang.
2.2. Tadqiq qilinayolgan fotodiodli optronning fotodiodining chiqish zanjirlariga parallel ravishda mikroampermetr A ni ulang.
2.3. Optron nur diodi tokining Ind=0–20 (mA) bo‘lgan oraliqda o‘zgartirib uning xar bir qiymatigiga mos keluvchi fotodiod toki qiymatini jadval ko‘rinishida yozib oling va uning grafigini quring.

8.1. Rasm. 8.2. Rasm. 8.3. Rasm.

8.4. Rasm. AOD101V optronining ulanish sxemasi

8.5. Rasm.

Nazorat savollari:

1. Yopiq optik kanalli optron blok sxemasi nimalarni o‘z ichiga oladi?
2. Optronlar qanday markalanadi?
3. Optron deganda nimani tushunasiz?
4. Optrolar nur diodlarining volt–amper xarakteristikasi qanday ko‘rinishga ega?
5. Optrolar fotodiodlaring volt–amper xarakteristikasi qanday ko‘rinishga ega?
6. Optronlar fotodiodarining lyuks–amper xarakteristikasi qanday ko‘rinishga ega?