Дослідження інерційних характеристик фоторезисторів у фізичному практикумі

Автор(и)

  • А.Н. Андреев
  • О.Н. Андреева

DOI:

https://doi.org/10.30837/rt.2020.3.202.21

Ключові слова:

фоторезистор, фотопровідність, внутрішній фотоефект, фоторезистивний ефект, нерівноважні носії, час життя, люкс-амперна характеристика, мікроконтролер, синтезатор частоти.

Анотація

Описано вимірювальний комплекс на базі 32-розрядного мікроконтролера STM32F103VET6 для дослідження люкс-амперної (світлової), частотної та інерційної характеристик фоторезистора при різних законах рекомбінації нерівноважних носіїв заряду, що виникають під дією світла. Розроблена установка підключається до персонального комп'ютера (смартфона) та дозволяє аналізувати фронти наростання і спаду струму фоторезистора, а також визначати час життя надлишкових носіїв заряду при різних рівнях освітленості. На відміну від традиційних методів вимірювання параметрів фоторезисторів, що працюють в динамічному режимі, в запропонованій установці не використовуються осцилограф і окремий модулятор світлового потоку (генератор або переривник), це дозволило істотно зменшити габаритні розміри та собівартість комплексу, а також автоматизувати процес вимірювання. Для визначення частотної характеристики фоторезистора запропоновано використовувати синтезатор частоти, який дозволяє разом з цифро-аналоговим перетворювачем мікроконтролера сформувати амплітудно-модульований світловий потік необхідної частоти і глибини модуляції. Описаний комплекс може бути підключений до мережі інтернет за допомогою Wi-Fi модуля на базі мікроконтролера ESP8266, що дозволяє проводити дослідження в дистанційному режимі. Також передбачена можливість визначати параметри фоторезистора при різних значеннях опору навантаження.

Посилання

Marinho F. Measuring light with light-dependent resistors: an easy approach for optics experiments / F. Marinho, C.M. Carvalho, F.R. Apolinário, L. Paulucci // European Journal of Physics. 2019. Vol.40, No.3.P. 035801–035814.

Jana A.K. An optical probe for liquid–liquid two-phase flows / A.K. Jana, T.K. Mandal, D.P. Chakrabarti, G. Das, P.K. Das // Measurement Science and Technology. 2007. Vol.18, No.5. P. 1563–1575.

Xiao-Yuan W. Implementation of an analogue model of a memristor based on a light-dependent resistor / W. Xiao-Yuan, A.L Fitch, H.H.C. Iu, V. Sreeram, W.G. Qi // Chinese Physics B. 2012. Vol. 21, No.10. P. 108501-1–108501-8.

Богданов Э.О. Фоторезисторы и их применение. Ленинград : Энергия, 1978. 144 с.

Sanga R. Design and development of a quasi-digital sensor and instrument for water turbidity measurement / R. Sanga, M. Sivaramakrishna, G.P. Rao // Measurement Science and Technology. 2019. Vol.30, No.11. P.115106.

Flores-Fuentes W. Comparison between Different Types of Sensors Used in the Real Operational Environment Based on Optical Scanning System / W. Flores-Fuentes, J.E. Miranda-Vega, M. Rivas-Lopez, O. Sergiyenko, J.C. Rodríguez-Quiñonez // Sensors. 2018. Vol.18, issue 6. P.1684–1689.

Yunianto M. Fiber optic sensor based on reflectivity configurations to detect heart rate / M. Yunianto, A. Marzuki, R. Riyatun, D. Lestari // Journal of Physics: Conference Series. 2016. Vol.776. P. 012110–012116.

Готра З.Ю. Фізичні основи електронної техніки / З.Ю. Готра, І.Є. Лопатинський, Б.А. Лукіянець та ін. Львів : Бескид Біт, 2004. 880 с.

Епифанов Г.И. Твердотельная электроника / Г.И. Епифанов, Ю.А. Мома. Москва : Высш. шк., 1986. 304 с.

Шалимова К.В. Физика полупроводников. Москва : Энергия, 1991. 416с.

##submission.downloads##

Номер

Розділ

Статті