Эффект p-n перехода в диодах.
Теоретические сведения.
Двухэлектродный полупроводниковый элемент – диод содержит n- и p- проводящие слои. В n- проводящем слое в качестве свободных носителей заряда преобладают электроны, а в p-проводящем слое – дырки. Существующий между этими слоями p-n переход имеет внутренний потенциальный барьер, препятствующий соединению свободных носителей заряда. Таким образом, диод блокирован.
При прямом приложении напряжений («+» к слою p, «-» к слою n) потенциальный барьер уменьшается, и диод начинает проводить ток (диод открыт). При обратном напряжении потенциальный барьер увеличивается (диод заперт). В обратном направлении протекает только небольшой ток утечки, обусловленный неосновными носителями.
Отчет по лабораторной работе должен содержать следующие пункты:
Тема
Цель
Оборудование
Схема эксперимента
Таблицы результатов эксперимента
Графические зависимости, построенные по итогам эксперимента (вольт-амперные характеристики)
Выводы по работе
|
|
Экспериментальная часть.
Лабораторная работа № 1.
Тема «Исследование режимов работы полупроводникового диода»
Цель: Снять вольтамперную характеристику полупроводников диода в прямом и обратном направлении.
Порядок выполнения эксперимента.
1. К диоду (рис. 1.1.2а) при прямой полярности приложите напряжение постоянного тока Uпр, величины которого указаны в табл. 1.1.1,
2. Измерьте с помощью мультиметра[9] соответствующие токи Iпр и их значения занесите в таблицу. Используйте при этом схему измерений с погрешностью по току.
Рис.1.1.2 а) Прямая полярность б) Обратная полярность
3. Измените полярность диода, переключите вольтметр для измерений с погрешностью по напряжению как показано на рисунке 1.1.2б
4. Повторите эксперимент при величинах обратных напряжений, указанных в таблице 1.1.2
Примечание: Для получения напряжений больше 15 В соедините два источника последовательно. Точные измерения обратного тока I обр,мА, возможны только с помощью высокочувствительного мультиметра)
Таблица 1.1.1
Uпр,В | 0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,75 |
I пр,мА |
Таблица 1.1.2
Uобр,В | 0 | 2,5 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
I обр,мА |
5. По результатам измерений, представленных в таблицах 1.1.1 и 1.1.2, постройте в одной системе вольт-амперную характеристику диода Iпр,мА (Uпр,В) и I обр,мА (Uобр,В).
6. Сформулируйте выводы о прямом и обратном режимах работы диода.
Лабораторная работа № 2.