ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР

ПРИЕМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
- И ФОТОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА

' МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК

Г

Цена 20 коп. БЗ 5—88/413

ОСТ 17772—88
(СТ СЭВ 3789—82)

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москв

а


УДК 535.247.4.089.5:006.354 Группа Э29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

П

ГОСТ
17772—88
(СТ СЭВ
3789—82)

РИЕМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
И ФОТОПРИЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА
Методы измерения фотоэлектрических параметров
и определения характеристик

Semiconducting photoelectric detectors
and receiving photoelectric devices.
Methods of measuring photoelectric parameters
and determining characteristics.

ОКП 62 5000

Срок действия с 01.07.89

до 01.07.92

Настоящий стандарт распространяется на фотоэлектрические полупроводниковые приемники излучения (ФЭПП) и фотоприем­ные устройства (ФПУ) на их основе, чувствительные к излучению в диапазоне длин волн от 0,2 до 100 мкм.

Стандарт не распространяется на ФЭПП и ФПУ, подлежащие аттестации в качестве средств измерений.

Стандарт устанавливает методы измерения фотоэлектрических параметров и определения характеристик:

  1. на немодулированном излучении:

  1. темнового, общего тока и фототока ФЭПП,

  2. темнового сопротивления ФЭПП,

  3. дифференциального электрического сопротивления ФЭПП,

  4. статической токовой чувствительности,

  5. рабочего напряжения лавинного фотодиода,

  6. коэффициента умножения темнового тока и фототока лавин­ного фотодиода,

  7. емкости ФЭПП;

  1. на модулированном излучении:

  1. напряжения фотосигнала и шума,

  2. тока фотосигнала и шума,

  3. эффективной фоточувствительной площади,

  4. статической чувствительности,

  5. порога чувствительности,

  6. обнаружительной способности;

  1. на импульсном потоке:

  1. импульсной чувствительности (вольтовой и токовой),

Издание официальное Перепечатка воспрещена

  1. © Издательство стандартов, 1988времени нарастания и спада;

  1. определение характеристик ФЭПП или ФПУ,

  1. вольт-амперной характеристики,

  2. плоского угла зрения,

  3. линейной зоны и дифференциальной крутизны координат­ной характеристики координатного фотодиода,

  4. дрейфа нулевой точки координатного фотодиода,

  5. коэффициента фотоэлектрической связи многоэлементного ФЭПП или ФПУ,

  6. неравномерности чувствительности,

  7. энергетических характеристик ФОТОТОКА ФЭПП,

  8. энергетических характеристик напряжения фотосигнала,

  9. динамического диапазона,

  10. частотных характеристик,

  11. спектральной характеристики чувствительности и ее пара­метров,

  12. фоновых характеристик,

  13. температурных характеристик,

  14. времени выхода на режим охлаждаемого ФЭПП или ФПУ, 30) времени автономной работы охлаждаемых ФЭПП или ФПУ, 31) нестабильности параметров.

Термины, применяемые в настоящем стандарте, и их пояснения приведены в приложении 2.

Степень соответствия настоящего стандарта СТ СЭВ 3789—82 приведена в приложении 1.

  1. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ

    1. Метод измерения темнового, общего тока и фототока ФЭПП

      1. Требования к средствам измерений

        1. Для измерения параметров ФЭПП (ФПУ) применяют средства измерений, прошедшие государственные испытания в со­ответствии с ГОСТ 8.001—80, ГОСТ 8.383—80. Нестандартизиро- ванные средства измерений должны быть аттестованы по ГОСТ 8.326—78. Средства измерений должны быть поверены по ГОСТ 8.513—84.

Перечень средств измерения и вспомогательных устройств, при­меняемых для измерения параметров ФЭПП и ФПУ, должен быть указан в ТУ на их конкретные типы.

  1. Конструкция контактных устройств (контактодержате- лей) для подключения ФЭПП к измерительной цепи должны обес­печивать надежность электрического контакта без механических повреждений выводов ФЭПП и исключать влияние их на резуль­таты измерений.

  2. Конструкция измерительной установки должна исклю­чать влияние рассеянного света и посторонних источников излуче­ния на результаты измерений.

  3. Тип источника излучения следует выбирать с учетом параметров измеряемого изделия, установленных в стандартах или ТУ на изделие конкретных типов. При измерении параметров, используемых в качестве справочных, в зависимости от области спектральной чувствительности и режима работы ФЭПП, рекомен­дуется применять следующие источники излучения:

  1. лампу накаливания типа СИС или РН при цветовой темпера­туре Тс = (2856+100) К по ГОСТ 8.023—86;

  2. полный излучатель — абсолютно черное тело (АЧТ) с темпе­ратурой полости Т= (500+2) К или Т= (1273+15) К по ГОСТ 8.186—83.

Методика измерения температуры полного излучателя (АЧТ) и ее стабильности приведена в приложении 3.

В состав источников излучения для ослабления потока излуче­ния или для увеличения плотности мощности могут входить осла­бители (аттенюаторы), зеркала, линзы, объективы и другие оп­тические элементы. Влияние оптических элементов не должно учитываться, если они изменяют коэффициент использования из­лучения за счет изменения его спектрального состава не более чем на 2 %. Под коэффициентом использования излучения следует по­нимать

J *%тн(^)гX

<Р = °— , (О

f г,..

0

где S0TH (А) — относительная спектральная характеристика чув­ствительности ФЭПП, отн. ед.;

г?. ■— спектральная плотность потока излучения, Вт-см 2-мкм-1.

Максимальное значение потока излучения, падающего на ФЭПП, должно выбираться из условия работы ФЭПП на линей­ном участке его энергетической характеристики.

Нестабильность потока излучения не должна выходить за пре­делы интервала +2 %. При использовании в качестве источника излучения лампы накаливания, блок питания ее должен удовлет­ворять требованиям ГОСТ 17616—82.

  1. Источник питания ФЭПП должен обеспечивать установ­ление напряжения питания ФЭПП с погрешностью, которая не должна выходить за пределы интервала +3 %, если иное не ого­ворено в ТУ на ФЭПП конкретного типа.

Коэффициент пульсации должен находиться в пределах ±10-2 % и не оказывать влияние на результат измерения парамет­ров ФЭПП.

  1. Измерители тока и напряжения должны обеспечивать измерение, погрешность которых не должна выходить за пределы ±3 %.

  1. Подготовка к измерениям

    1. Измерение следует проводить іна измерительной уста­новке, функциональная схема которой приведена на черт. 1.

1 -источник излучения; 2—испытуемый ФЭПП; А—из­меритель тока; V— измеритель напряжения; Gисточ­ник питания; Э—светозащитный экран



Черт. 1

    1. Измерительную установку следует готовить к работе в соответствии с требованиями эксплуатационной документации на установку.

  1. Проведение измерений

    1. Климатические условия окружающей среды, в которых проводят измерение, должны соответствовать следующим требо­ваниям, если иные не оговорены в ТУ на ФЭПП или ФПУ конкрет­ного типа:

температура, °С . . . . 20+5

относительная влажность. % 65±15

атмосферное давление, кПа . 1О0±4 (750+30 мм рт. ст.)

    1. Испытуемый ФЭПП следует поместить в посадочное место измерительной установки, подключить его к измерительной цепи, закрыть светозащитным экраном и установить режим изме­рения в соответствии с требованиями ТУ на ФЭПП конкретного типа.

    2. Для измерения темнового тока ФЭПП устанавливают напряжение питания ФЭПП в соответствии с требованиями ТУ на ФЭПП конкретного типа и по показаниям измерителя тока регист­рируют значение темнового тока ФЭПП.

    3. Если в ТУ на ФЭПП конкретного типа предусмотрено проводить измерение темнового тока после предварительного ос­вещения его световым потоком, то уровень освещенности, время освещения и промежуток времени между снятием освещенности и измерением темнового тока должны соответствовать ТУ на ФЭПП конкретного типа.

    4. Для измерения общего тока и фототока устанавливают режим измерения в соответствии с требованиями ТУ на ФЭПП конкретного типа и измеряют ток при облучении (обший ток).

  1. Обработка, оформление и оценка результатов

    1. По результатам измерений общего тока и темнового то­ка необходимо вычислить фототок (7ф ) в амперах по формуле

/ф=/обЩ-Л, (2)

где /общ— общий ток, А;

/т — темновой ток, А.

  1. Погрешность измерения темнового тока, общего тока и фототока не должна выходить за пределы интервала ±5 % с за­данной вероятностью Р = 0,95.

Результаты измерений, выполняемых при определении каждо­го параметра (характеристики), заносят в протокол, подписанный исполнителем измерений, по произвольной форме. Рекомендуемая форма — по ГОСТ 8.326—78, приложение 2.

  1. Метод измерения темнового сопротивле­ния ФЭПП

    1. Требования к средствам измерений

      1. Требования к средствам измерений — по п. 1.1.1.

      2. Допускается при измерении темнового сопротивления ФЭПП использовать в составе измерительной установки измери­тель сопротивления при условии, что напряжение на ФЭПП будет находиться в пределах линейного участка его вольт-амперной ха­рактеристики или соответствовать указанному в ТУ на ФЭПП кон­кретного типа. Погрешность измерителя сопротивлений не долж­на выходить за пределы интервала ±5 % с заданной вероятностью Р = 0,95.

    2. Подготовка к измерениям

      1. Подготовка к измерениям — по п. 1.1.2.

    3. Проведение измерений

      1. Проведение измерений — по пп. 1.1.3.1 —1.1.3.3.

    4. Обработка, оформление и оценка результатов

      1. Темновое сопротивление (Дт) в омах следует вычислять по формуле

= , (3)

2 т

где U напряжение питания ФЭПП, В.

  1. Погрешность измерения темнового сопротивления ФЭПП не должна выходить за пределы интервала ±5 % с задан­ной вероятностью Р = 0,95.

  1. Метод измерения дифференциального электрического сопротивления ФЭПП

    1. Требования к средствам измерений

      1. Требования к измерительным приборам и вспомогатель­ным устройствам — по пп. 1.1.1.1—1.1.1.3.

      2. Генератор напряжения переменного тока должен обес­печивать установление напряжения на ФЭПП с погрешностью, ко­торая не должна выходить за пределы интервала +2,5 %. Выход­ное сопротивление (7?вых ) в омах генератора должно удовлетво­рять условию

/?в:х<0,017?д, (4)

где — дифференциальное электрическое сопротивление

ФЭПП, указанное в ТУ на ФЭПП конкретного типа, Ом.

    1. Преобразователь ток — напряжение должен обеспе­чивать требуемый коэффициент преобразования, значение кото­рого выбирается из условия обеспечения линейного преобразова­ния тока. Погрешность определения коэффициента преобразова­ния должна находиться в пределах +5 %.

    2. Селективный измеритель напряжения должен обеспе­чивать измерение напряжения с погрешностью, которая не долж­на выходить за пределы интервала +6 %.

    3. Требования к источнику питания и приборам, контроли­рующим режим питания ФЭПП, должны соответствовать требова­ниям пп. 1.1.1.5, 1.1.1.6.

  1. Подготовка к измерениям

    1. Измерение следует проводить на установке, структурная схема которой приведена на черт. 2.

1—генератор напряжения переменного тока; 2— испытуемый ФЭПП; 3—преобразователь ток—на­пряжение; 4—селективный измеритель напряже­ния; 5—источник питания ФЭПП



Черт. 2

    1. Измерительную установку следует готовить к работе в соответствии с требованиями эксплуатационной документации на установку.

  1. Проведение измерений

    1. Климатические условия проведения измерений — по п. 1.1.3.1.

    2. Испытуемый ФЭПП следует поместить в посадочное мес­то измерительной установки, подключить его к измерительной це­пи и установить режим измерения в соответствии с требованиями ТУ на ФЭПП конкретного типа.

    3. Дифференциальное электрическое сопротивление ФЭПП следует измерять на переменном токе с максимальной (fMaKC) час­тотой, соответствующей условию, если иное не оговорено в ТУ на ФЭПП конкретного типа.

f / _0JH_ (±

/макс'-.-. 2~R.,C ' 1

где Rл дифференциальное электрическое сопротивление, Ом; С — емкость ФЭПП, Ф.

    1. Напряжение источника питания и напряжение на выхо­де генератора устанавливают в соответствии с требованиями ТУ на ФЭПП конкретного типа и регистрируют напряжение на выходе преобразователя селективным измерителем.

  1. Обработка, оформление и оценка результатов

    1. Дифференциальное электрическое сопротивление (/?л) в омах следует вычислять по формуле

(6)

где (71 — напряжение на выходе генератора, В;