Pho.rs: Светодиоды

A1 ^2.50 Используйте импульсный режим. Снимите зависимость тока $I_\mathrm{LED\_pulsed}(U_\mathrm{LED\_pulsed}, T)$ в интервале от 3 мА до 50 мА при комнатной температуре, а также при 40, 60 и 80 °C. Постройте все эти зависимости на одном графике.

0 Примечание: В зависимости от отклонения полученных значений от правильных применяется поправочный множитель $\eta$. Для каждого пункта (например, A1, A2, B2, ...) результат округляется до десятых.	0.00
2 График $I_{LED}(U_{LED})$, 4 кривые для разных температур: оси подписаны и оцифрованы.	0.10
3 График $I_{LED}(U_{LED})$, 4 кривые для разных температур: по 0.6 б. за каждую кривую.	4 × 0.60
4 График $I_{LED}(U_{LED})$, 4 кривые для разных температур: штраф если кривые ломаные и содержат менее чем по 15 точек	-1.00

A2 ^1.00 В листе ответов заполните таблицу значений $U_\mathrm{LED\_pulsed}$ при значениях тока через светодиод $I_\mathrm{LED\_pulsed}$ 3, 10, 20, 40 мА при комнатной температуре, при 40, 60 и 80 °C.

1 Таблица 4 × 4 ячейки. Каждая ячейка оценивается 1/16 б = 0.0625 б.
Поправочный коэффициент основывается на среднем пяти наибольших отклонений значений напряжения $U$.
Верно, если отклонение меньше 3%;
$\eta = 0.7$, если ошибка 4–7%
$\eta = 0.5$, если ошибка 8–10%
$\eta = 0.2$, если ошибка 11–12%
Баллы за пункт округляются до десятых

10 × 0.10

A3 ^1.50 Постройте график напряжения на диоде $U_\mathrm{LED\_pulsed}(I_\mathrm{LED\_pulsed},T) $ (в точках, указанных в пункте A.2) и вычислите приближенно (графически) коэффициенты линейной зависимости напряжения от температуры ($\Delta U(I)/\Delta T$) при значениях тока 3, 10, 20 и 40 мА.

2 График $U_{LED} (I_{LED}, T)$: 4 кривых с линейной аппроксимакцией: правильные оси и масштаб;	0.20
3 График $U_{LED} (I_{LED}, T)$: 4 кривых с линейной аппроксимакцией: 0.2 за каждую кривую;	4 × 0.20
4 График $U_{LED} (I_{LED}, T)$: 4 кривых с линейной аппроксимакцией: штраф если не показана линейная аппроксимация;	-0.25
5 Таблица 1 x 4 ячейки. Каждая ячейка оценивается в 0.5/4 б = 0.125 б. Правильное значение $\frac{\Delta U(I,T)}{\Delta T}$ (с точностью до 5%). Поправочный множитель основывается на наибольшем отклонении одного из четырех значений. $\eta = 0.7$, если ошибка 6–10% $\eta = 0.5$, если ошибка 11–15% $\eta = 0.2$, если ошибка 16–20% Баллы за пункт округляются до десятых	50 × 0.01

B1 ^1.50 Снимите зависимость тока через диод $I_\mathrm{LED\_continuous}(U_\mathrm{LED\_continuous})$ от напряжения в интервале от 3 мА до 50 мА при выключенном нагревателе в режиме постоянного тока и постройте график. В листе ответов также запишите значения $U_\mathrm{LED\_continuous}$, температуры светодиода $T_J$, температуры платы $T_\mathrm{PCB}$ и разности напряжений $\Delta U= U_\mathrm{LED\_pulsed} - U_\mathrm{LED\_continuous}$ при значениях тока 3, 10, 20 и 40 мА.

1 График $I_{LED}(U_{LED})$: одна кривая с производными в определенных точках: правильные оси и масштаб;	0.15
2 График $I_{LED}(U_{LED})$: одна кривая с производными в определенных точках: гладкий график с как минимум 15 точками.	0.60
3 График $I_{LED}(U_{LED})$: одна кривая с производными в определенных точках: штраф если $I_{LED}(U_{LED})$ не гладкий и имеет меньше 15 точек.	-0.25
4 Только $U_{LED}$ и $T_{PCB}$ необходимы и каждая ячейка оценивается в 1/8 б. = 0.125 б. $T_J$ и $\Delta U$ не оцениваются. Правильные значения $I_{LED}(U_{LED})$ (ошибка меньше 5%). Поправочный множитель основывается на наибольшем отклонении $U_{LED}$ (другие величины не влияют в этом месте, так как они зависят от комнатной температуры и т.д.) $\eta = 0.7$, если ошибка 6–10% $\eta = 0.5$, если ошибка 11–15% $\eta = 0.2$, если ошибка 16–20% Поставить с точностью до сотых. В дальнейшем баллы за пункт должны быть округлены до десятых.	100 × 0.01

B2 ^0.50 Сопротивление светодиода непостоянно (зависит от тока), поэтому вводится термин дифференциальное сопротивление $\frac{\mathrm{d}U}{\mathrm{d}I}$. Используя график из B.1, оцените значение обратного дифференциального сопротивления $1/(\frac{\mathrm{d}U}{\mathrm{d}I})=\frac{\mathrm{d}I}{\mathrm{d}U}$. В листе ответов запишите значения $\frac{\mathrm{d}I}{\mathrm{d}U}$ при значениях тока 3, 10, 20 и 40 мА. Проведите касательные в этих точках на графике.

1 Таблица 1 x 4 ячейки. Каждая ячейка оценивается в 0.4/4 б = 0.1 б.
+0.1 б за графическое отображение производных на графике B.1.
Правильное значение $dI/dU$ (с точностью до 5%). Поправочный множитель основывается на наибольшем отклонении одного из четырех значений.
$\eta = 0.7$, если ошибка 6–10%
$\eta = 0.5$, если ошибка 11–15%
$\eta = 0.2$, если ошибка 16–20%
Баллы за пункт округляются до десятых

5 × 0.10

B3 ^1.50 Вычислите разность температур $\Delta T(P)$ между непрерывно работающим светодиодом (температура $T_\mathrm{J}$) и температурой платы ($T_\mathrm{PCB}$) как функцию электрической мощности $P$ (при значениях тока 3, 10, 20 и 40 мА). Вычислите приближенно (с помощью графика) тепловое сопротивление светодиода $\frac{\Delta T}{P}$, запишите его в листе ответов.

Примечание: Можно считать, что вся электрическая энергия, потребленная светодиодом переходит в тепло, а энергией светового излучения можно пренебречь.

1 График $\Delta T (P)$: 4 точки с линейной аппроксимацией правильные оси и масштаб;	0.10
2 График $\Delta T (P)$: 4 точки с линейной аппроксимацией правильные значения мощности $P$ ( 6, 20, 40 и 83 мВт);	0.20
3 График $\Delta T (P)$: 4 точки с линейной аппроксимацией проведена сглаживающая прямая	0.20
4 Таблица 1 × 4 ячейки. Каждая оценивается 0.5/4 б = 0.125 б. Поправочный множитель основывается на наибольшем отклонении одного из четырех значений. Правильное значение $\Delta T$ (ошибка меньше 10%). $\eta = 0.7$, если ошибка 11–15% $\eta = 0.5$, если ошибка 16–20% $\eta = 0.2$, если ошибка 20–30% Поставить с точностью до сотых. В дальнейшем баллы за пункт должны быть округлены до десятых.	50 × 0.01
5 Правильное значение $\Delta T(P) /P$ (ошибка меньше 10%). $\eta = 0.7$, если ошибка 11–15% $\eta = 0.5$, если ошибка 16–20% $\eta = 0.2$, если ошибка 20–30% Поставить с точностью до сотых. В дальнейшем баллы за пункт должны быть округлены до десятых.	50 × 0.01

C1 ^1.50 Используя характеристики фотодиода, найденные в части B, оцените ток, который фактически течет через фотодиод, если напряжение поддерживается постоянным (используйте значение $U(\mathrm{20mA})$ из B.1), а температура платы равна 0 °C и 40 °C.

1 Верное значение $I_{LED}$ (с точностью 5%)	1.50
2 Верное значение $I_{LED}$ (с точностью 6-11%)	1.05
3 Верное значение $I_{LED}$ (с точностью 11-15%)	0.75
4 Верное значение $I_{LED}$ (с точностью 16-20%)	0.30

Светодиоды

Разбалловка