半導体に関する学生実験
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3−6. 発光ダイオードの電流電圧特性
 

実験の目的

 pn接合型ダイオードの一種である発光ダイオードのI−V特性を測定しショットキー型ダイオードと同様であることを確認する。さらに発光強度を測定し発光強度と電圧、あるいは電流の関係を調べる。発光ダイオードに光を当て太陽電池と同様な熱起電力があることを確認し両者が同様な構造であることを理解する。電子と光子の相互作用を理解する身近な量子力学の実験台といえる。


実験
  • 図3−6−1のように回路をくむ。ただしここでのダイオードは発光ダイオードである。
  • 発光ダイオードに−2Vから+2Vまで電圧を印加し電流電圧特性を調べる。また同時に受光素子で出力を測定し発光ダイオードの電流−出力特性を調べる。受光素子は太陽電池と同じ構造である。
    このときパワーメータはなるべく発光ダイオードに近づくように配置する。また暗状態でのパワーメータの出力を測定し、得られた値からこの暗状態の値を引き算し発光ダイオードの出力とする。
  • 図3−6−2のように受光素子を取り除き光源をおく。発光ダイオードと光源の距離は約100mmとする。発光ダイオードに光を照射し電流電圧特性を測定しする。

図3−6−1


図3−6−2

一般的注意事項


レポートに書くべきこと
  1. I−V特性のグラフ
  2. 光出力−印加電圧特性、光出力−印加電流特性のグラフ。
  3. 発光ダイオードに光をあてたときの電流電圧特性(暗状態と異なる理由)
  4. 光出力−印加電圧特性に比べて光出力−印加電流特性のグラフの方が直線に近い理由。 関連リンク : 1-18

レポートの書き方
グラフの書き方


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