Лабораторная работа №2. Полупроводниковые диоды




Скачать 68.85 Kb.
НазваниеЛабораторная работа №2. Полупроводниковые диоды
Дата конвертации21.05.2013
Размер68.85 Kb.
ТипЛабораторная работа
Лабораторная работа №2.

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ.

Цель работы: изучение свойств полупроводниковых диодов путём снятия вольтамперных характеристик.


КРАТКАЯ ТЕОРИЯ.

Полупроводники занимают промежуточное положение между металлами и диэлектриками в отношении проводимости электрического тока. В полупроводниках проводимость объясняется движением свободных электронов (n-проводимость) и движением дырок (p-проводимость).

Количество дырок и электронов определяет собственную проводимость полупроводника лишенного химических примесей. Небольшая добавка к полупроводнику из кремния или германия (элементы 4 группы) элементов 5 группы: фосфора, мышьяка резко увеличивает концентрацию свободных электронов (донорная примесь). Полупроводники с такой примесью называются полупроводниками n-типа. Добавление примеси, атомы которой имеют валентность на 1 меньше, чем основной полупроводник порождает преобладание числа дырок над числом свободных электронов в полупроводнике (акцепторная примесь). Полупроводники с такой примесью носят название полупроводники p- типа.

При контакте полупроводника n-проводимости с полупроводником p-проводимости образуется p-n-переход, имеющий большое практическое значение. Через границу соприкосновения полупроводников двух разных типов начнут диффундировать их основные носители тока: в материал p-типа – электроны, в материал n-типа – дырки. В результате в месте контакта образуется электрическое поле , препятствующее дальнейшей диффузии (рис. 2а). Ширину этой области, называют шириной запирающего слоя (ℓ).На рис. 2а выделена ширина запирающего слоя p-n-перехода в отсутствии электрического тока.

Если к p-n-переходу приложить внешнее напряжение так, как показано на рис. 2б, то в этом случае внешнее электрическое поле противоположно диффузному , имеющемуся ется в переходном слое. Скачок потенциала p-n-перехода окажется частично скомпенсированным.Основные носители тока каждого из полупроводников, двигаясь навстречу друг другу под действием внешнего поля, уменьшают ширину запирающего слоя открытого p-n-перехода и смогут преодолеть потенциальный барьер. С увеличением напряжения будет возрастать число основных носителей, переходящих границу, а значит и величину тока в цепи.

Если изменить полярность приложенного напряжения, то к n-p переходу устремятся с каждой стороны неосновные носители тока. Эти носители могут переходить границу без внешнего поля. Но неосновных носителей мало, поэтому величина тока, создаваемая ими, незначительна. Для основных носителей внешнее поле является дополнением к потенциальному барьеру. Величина поля , ширина запертого перехода увеличивается (рис. 2в).

Итак, сопротивление p-n-перехода зависит от направления тока:

- при полярности, обеспечивающей движение основных носителей через границу, сопротивление убывает с ростом напряжения;

- при обратной же полярности сопротивление велико и незначительно зависит от приложенного напряжения.

Сопротивление определяют по вольтамперной характеристике. Кривая зависимости тока от приложенного напряжения к n-p-переходу называется его вольтамперной характеристикой. На рис. 3 приведена вольтамперная характеристика полупроводникового диода. Следует заметить, что полупроводник с p-n-переходом может выдержать обратное напряжение до определенного предела, после чего наступает пробой.

Кремниевые диоды, выдерживающие большие обратные токи, которые на определенном участке вольтамперной характеристики почти не зависят от напряжения, называют стабилитронами. Стабилитроны используют в схемах стабилизации напряжения, их вольтамперная характеристика приведена на рис. 4, где выделено напряжение стабилизации стабилитрона.


ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ.

1. Ознакомьтесь со схемой исследования свойств диода (рис. 1). Схема включает следующие приборы:

  1. Источник питания – ИСП-1.

  2. Резистор R ( К20С), ограничивающий величину тока.

  3. Ампервольтметры М2007 для измерения тока и напряжения.

  4. Двухполюсной переключатель П для включения тока через диоды в прямом и в обратном направлении.

  5. Для исследования предлагается диод и стабилитрон


2. Собрать электрическую цепь по данной схеме (рис. 1).

3. После сборки и опробования схемы со стабилитроном, снять прямую ветвь характеристики. Включив в работу стабилитрон в прямом направлении, постепенно увеличивая напряжение от 0 В до 1 В через 0,1 В записать значения тока в таблицу 1.

Изменив переключателем П полярность включения стабилитрона, снять обратную ветвь характеристики, изменяя напряжение от 0 В до 12 В через 1 В. Результаты измерений занести в таблицу 2.

Аналогично провести измерения для диода.

4. Построить по полученным результатам графики. По полученным графикам определить:

а) напряжение стабилизации для стабилитрона Uст.

б) сопротивления диода Rпр и Rобр;

5. Подготовить отчет по работе включающий:

а) наименование и цель работы;

б) схему работы с краткой характеристикой исследуемых приборов;

в) таблицы и графики;

г) вычисленные параметры.

ТАБЛИЦА 1




(В)

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Диод

(mА)


































Стабилитрон

(mА)



































ТАБЛИЦА 2




(В)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Диод

(mА)








































Стабилитрон

(mА)













































Рис. 1




Рис. 2а



Рис. 2б




Рис. 2в

Вольтамперная характеристика Вольтамперная характеристика

диода стабилитрона



Рис. 3 Рис. 4


Вопросы к зачету работы:

  1. Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Типы проводимости полупроводников.

  2. p-n-переход. Вольтамперная характеристика p-n-перехода.

  3. Принцип действия, характеристики и параметры диодов. Маркировка и практическое применение диодов.

  4. Стабилитрон. Вольтамперная характеристика и параметры стабилитрона. Практическое применение. Маркировка.

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Лабораторная работа №2. Полупроводниковые диоды iconПолупроводниковые диоды технологии изготовления
Первые силовые полупроводниковые диоды т н купроксные и селеновые выпрямители

Лабораторная работа №2. Полупроводниковые диоды iconПолупроводниковые диоды. Вольт-амперные характеристики германиевого и кремниевого диодов. Условные обозначения
Полупроводниковые диоды. Основные параметры выпрямительных диодов. Значения параметров маломощных диодов

Лабораторная работа №2. Полупроводниковые диоды iconПрограмма вступительного экзамена в магистратуру по магистерской программе 140400. 68. 10
Полупроводниковые диоды. Параметры и характеристики. Разновидности полупроводниковых диодов: выпрямительные диоды, диоды Шоттки,...

Лабораторная работа №2. Полупроводниковые диоды iconПрограмма вступительного экзамена в магистратуру по магистерской программе 220400. 68. 03
Полупроводниковые диоды. Параметры и характеристики. Разновидности полупроводниковых диодов: выпрямительные диоды, диоды Шоттки,...

Лабораторная работа №2. Полупроводниковые диоды iconФизические основы электроники полупроводниковые диоды
Физические основы электроники, ” Электротехника и электроника ”, раздел Полупроводниковые диоды, даны указания студентам по выполнению...

Лабораторная работа №2. Полупроводниковые диоды iconПрограмма меж
Полупроводниковые диоды и транзисторы. Их устройство, электрические характеристики

Лабораторная работа №2. Полупроводниковые диоды iconЛабораторная работа №2 "Измерение относительной влажности воздуха с помощью термометра" Лабораторная работа №3 "Сборка электрической цепи и измерение силы тока в ее различных участках"!
Лабораторная работа №7" Определение выталкивающей силы, действующее на погруженное в жидкость тело"

Лабораторная работа №2. Полупроводниковые диоды iconФизические основы электроники практикум
«Физические основы электроники», разделы «Полупроводниковые диоды», «Полевые транзисторы», «Биполярные транзисторы», даны указания...

Лабораторная работа №2. Полупроводниковые диоды iconЛабораторная работа №10. Изучение принципа действия и функциональной схемы самолетного ответчика Лабораторная работа №11. Изучение принципа действия и проверка функционирования приемника врл «Корень-ас»
Лабораторная работа № Изучение принципов построения системы автоматической подстройки частоты (апч) радиолокационной станции

Лабораторная работа №2. Полупроводниковые диоды iconЛабораторная работа №1 Исследование источников вторичного питания(ивп)
Лабораторная работа выполняется в два этапа: на компьютере и универсальном лабораторном стенде


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница