Вивчення роботи напівпровідникового діода (Лаб).
Мета: одержання вольт-амперної характеристики діода як залежності величини пропускного та зворотнього струму від прикладеної до діода напруги.
Студент повинен знати та вміти: поняття про напівпровідники, фізичний та технічний устрій напівпровідникового діода, основи теорії похибок, вміти вимірювати напругу та силу струму в електричному колі, оцінювати похибки прямих та непрямих вимірювань.
Прилади та обладнання: кремнієвий напівпровідниковий
Короткі теоретичні відомості.
Напівпровідники – це клас матеріалів, що займають проміжне положення між провідниками та діелектриками за величиною питомої електропровідності.
Розрізняють власну та домішкову провідність напівпровідників.
Власна провідність виникає при нагріванні напівпровідника. При цьому ковалентні зв’язки в кристалах розриваються, з’являються вільні електрони, що зумовлюють власну електронну провідність n-типу. В тому місці, з якого вилетів електрон, виникає позитивній заряд – дірка. Під дією електричного поля електрони і дірки почнуть впорядковано рухатись. Концентрація електронів і дірок в чистому напівпровіднику однакова.
Якщо в чистий напівпровідник добавити деякі домішки, то можна отримати напівпровідник, в якому збільшиться або кількість лише електронів, або дірок. В першому випадку напівпровідник називається напівпровідником n-типу, а в другому р-типу.
Домішки, що збільшують кількість електронів називаються донорами.
Домішки, що збільшують кількість дірок називаються акцепторами.
Границя дотику напівпровідників n – і р-типів називається р – n–Переходом.
Рис.1 р – n-переход і вольт-амперна характеристика напівпровідникового діоду.
Якщо прикласти до р – n-переходу зовнішнє електричне поле від n – напівпровідника до р-напівпровідника, то в цьому напряму р – n-перехід не пропустить електричного струму.
Якщо поміняти напрямок зовнішнього поля від напівпровідника р-типу до напівпровідника n-типу, то електричний струм буде проходити скрізь р – n-перехід. Таким чином, р – n-перехід має однобічну провідність
Послідовність виконання роботи.
1. Зібрати електричне коло за схемою на рис.2.
2. Звернути особливу увагу на полярність з’єднання полюсів джерела струму з клемами амперметра, вольтметра, мікроамперметра.
До перевірки схеми викладачем перемикач П та вмикач Кл повинні бути відключені.
Рис.1 Схема вимірювання вольт-амперної характеристики діода.
3. Зняти вольт-амперну характеристику діода при кімнатній температурі. Для цього:
а) включити діод в пропускному напряму. Вимикачем Кл замкнути коло джерела струму, а перемикач П поставити в положення 1-2. Змінюючи напругу потенціометром R через 0,1 – 0,3 В, зняти покази амперметра. Покази вольтметра та амперметра занести до таблиці;
б) повзунком потенціометра К зменшити напругу до нуля і перекинути перемикач П в положення 3-4;
в) збільшити напругу, через кожні 0,1 – 0,3 В, зняти покази мікроамперметра;
г) результати вимірів занести до таблиці.
|
№ П/п |
Напруга U, В |
Пропускний Струм, I, А |
Зворотня Напруга, В |
Зворотній струм I, A |
|
1 |
||||
|
2 |
||||
|
3 |
||||
|
4 |
||||
|
5 |
||||
|
6 |
||||
|
7 |
||||
|
8 |
||||
|
9 |
||||
|
10 |
4. На міліметровому папері побудувати вольт-амперну характеристику діода.
Контрольні запитання.
Пояснити електронно-діркову провідність напівпровідників
В чому полягає фізичній зміст електронно-діркового р-n-переходу і пояснить його однобічну провідність.
Види діодів, їх будова та принцип випрямлення змінного струму.
4. Накреслити вольт-амперну характеристику напівпровідникового діода.
Ви прочитали: "Вивчення роботи напівпровідникового діода…"Читати далі