Файл: Лабораторная работа 3 По дисциплине физика тема Светодиоды Автор студент гр. Бтб 19 Баженова Е. В. (подпись) (Ф. И. О.).docx

Скачать файл (0,09Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.02.2024

Просмотров: 33

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра общей и технической физики

Лабораторная работа №3

По дисциплине ФИЗИКА

Тема: Светодиоды
Автор: студент гр. БТБ -19 Баженова Е.В.

^{(подпись) (Ф.И.О.)}
ПРОВЕРИЛ: доцент Смирнова Н.Н.

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}
Санкт-Петербург
2020 год

Цель работы: знакомство с понятием «гетеропереход» и физическими принципами работы светодиодов.
Краткое теоретическое содержание

Явление, изучаемое в работе – электронно-дырочный переход

Определения

Гетеропереход - переходный слой с существующим в нем диффузионным электрическим полем между двумя различными по химическому составу полупроводниками.

Валентная зона – разрешенная зона, возникшая из того уровня, на котором находятся валентные электроны в основном (не возбуждённом) состоянии.

Уровень Ферми – энергетический уровень, вероятность заселения которого равна 0,5.

Светоизлучающий диод – полупроводниковый прибор, преобразующий электрическую энергию в энергию оптического излучения.

Полупроводник – вещество, основным свойством которого является сильная зависимость удельной проводимости от воздействия внешних факторов (температуры, электрического поля, света и др).

Диффузия – движение носителей заряда из-за градиента концентрации в объёме полупроводника.

Электронно-дырочный переход - переходный слой между двумя областями полупроводника с разной электропроводностью, в котором существует диффузионное электрическое поле.

Диффузионное электрическое поле – электрическое поле, возникающее между областями с различными типами электропроводности и созданное двумя слоями объемных зарядов.

Диффузионная длина – расстояние, на котором в полупроводнике без электрического поля избыточная концентрация носителей уменьшается в е раз вследствие рекомбинации.

Рекомбинация – возвращение электронов из зоны проводимости в валентную зону.

Внутренний квантовый выход – отношение излученных фотонов к числу рекомбинировавших пар носителей.

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) — график, выражающий зависимость силы тока от напряжения.

Законы и соотношения

Внешнее электрическое поле для перевода электрона через p-n переход совершает работу

(1)

где e – заряд электрон, [e] = Кл;

U₀ – величина внешнего поля, [U₀] = B.

Схема установки

Рисунок 1 – Схема установки

1 – источник тока, 2 – магазин сопротивлений, 3 – коммутационная коробка со светодиодами, 4 – амперметр, 5 – вольтметр.

Основные расчётные формулы

Постоянная Планка, h

(2)

гдеh - постоянная Планка, [h] =

e - заряд электрона, [e] = Кл;

U₀ – величина внешнего поля, при котором светодиод начинает светиться, [U₀] = В;

–длина волны, [

] = м;

− скорость света в вакууме, [c] = м/c.

Формула погрешности косвенных измерений

Относительная погрешность косвенных измерений постоянной Планка

(3)

Абсолютная погрешность косвенных измерений постоянной Планка

(4)

Таблицы

Таблица 1

Результаты измерений

№ п/п	Светодиод
	Красный		Оранжевый			Зеленый
	I	U		I	U		I	U
	мА	В		мА	В		мА	В
1	0,000	1,000		0,000	1,190		0,000	1,800
2	0,000	1,190		0,000	1,360		0,000	1,930
3	0,000	1,360		0,000	1,520		0,000	1,950
4	0,003	1,520		0,014	1,670		0,001	2,040
5	0,054	1,660		0,187	1,780		0,003	2,150
6	0,407	1,740		0,636	1,820		0,010	2,250
7	0,945	1,770		1,161	1,850		0,027	2,340
8	1,490	1,790		3,16	1,900		0,063	2,430
9	3,710	1,840		4,070	1,900		0,124	2,500
10	4,600	1,860		4,890	1,920		0,219	2,550
11	5,390	1,870		5,620	1,930		0,350	2,600
12	6,080	1,880		6,270	1,940		0,510	2,640