Снятие вольтамперной характеристики мощного ИК диода (У-192)

#IR_LED #DigitalCAT_electronics
Обзор снятия статической вольтамперной характеристики (ВАХ) мощного ИК диода с неизвестными параметрами.

Традиционно, мощные ИК диоды применяются в устройствах подсветки приборов ночного видения и системах атмосферной оптической связи. Для разработки ИК мультирежимного осветителя применяемого для биологических исследований приобретены визуально идентифицированные ИК диоды. Для расчета драйвера и источника питания осветителя необходимо выяснить параметры ИК диодов. Этому процессу посвящен обзор.

Некоторые параметры диодов и связь их с размором кристалла были найдены в статье одного из их создателей - Лев Коган. По этим параметрам удалось идентифицировать верхний омический контакт ИК диода и связать его с размером кристалла диода, что в свою очередь позволило сделать предположение о максимальном постоянном токе через гетероструктуру излучающего диода.

Снятие статической вольтамперной характеристики проводилось на импровизированном стенде собранного с помощью навесного монтажа. Что позволило выполнить эту работу очень быстро. Схема представляет собой источник постоянного напряжений 12В/ 3А, последовательно соединенный балластный резистор и ИК светодиод. Цифровой мультиметр измерял падение напряжения на диоде, а с помощью осциллографа измерялось падение напряжения на балластном резисторе. Балластный резистор в корпусе MELF207 мощностью 1 Вт припаивался небольшим количеством мягкого припоя к проволочным выводам. Расчет был сделан на то, что относительно длительное (2- 4 секунды) протекание тока через последовательную цепь резистор-диод вызовет быстрый перегрев резистора в виду того, что на нем рассеивается большая мощность и у него меньше масса, вследствии нагрева резистор отпаяется и прервет протекание тока в цепи.

Этот расчет полностью оправдался - балластный резистор в следствии перегрева отпаивался и ток через светодиод прерывался.

Динамическая характеристика снята для одной точки ВАХ для различных коэффициентов заполнения импулься. Расчет рабочей точки ИК диода в импульсном режиме выполнен по статической вольтамперной характеристики построенной ранее м с учетом данных представленных в работе Льва Когана - предельное прямое напряжение на гетероструктуре не превышает 4,7 В.
Расчет точки выполнен таким образом, что бы при частоте следования импульсов около 4000 Гц, длительности импульса около 10 мкС, среднеквадратическое значение мощности диода равнялось мощности в статическом режиме при прямом токе 400 мА.

В динамическом режиме диод показал хорошие показатели - при прямом импульсном токе 2,4 А, прямое напряжение составило 4 В (4150 Гц, 12,3 мкС).

Из недостатков данных диодов можно отметить неудачный корпус ТО-39 вероятно ситуационно взятый от фотоприемника в таком же корпусе на заводе производителе (Калуга "Восход") в 90х годах. Корпус не позволяет организовать простой термоинтерфейс и как следствие, полностью раскрыть потенциал этих полупроводниковых приборов, в отличии от приборов НИИПП (Томск), где ИК диоды такого класса традиционно монтируются в корпус "площадка с винтом". С сожалением констатирую, что предприятие разработчик прекратило свое существование в 2011 году. Несмотря на то, что диоды У-192 выпускались в далеких 90х годах, примененные конструкторские решения и выбранная гетероструктура соответствуют современным решениям в области мощных ИК диодов, это объясняет высокие оптико электрические показатели диодов У-192.

Наш канал: https://www.youtube.com/channel/UCt2VdJAY7-iM78VEEa-Y1rg

Видео Снятие вольтамперной характеристики мощного ИК диода (У-192) канала DigitalCAT