Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Цель работы: Ознакомиться с п / п диодом, исследовать его свойства, снять ВАХ и проанализировать ее.



Оборудование: 1. Стенд для исследования диода

Выпрямитель ВС-24М

Измерительные приборы

Порядок выполнения работы

1. Изучить назначение и принцип работы п/п диодов.

2. Собрать схему эксперимента. Переключатель установить в положение «Прямое включение». Увеличивая напряжение от 0 до тех пор пока ток не достигнет значения 300 мА снять показания для 6-8 точек (табл.1.)

 

Рис 1 – Схема исследования полупроводникового диода

 

3. Переключатель установить в положение «Обратное включение». Увеличивая напряжение от 0 до тех пор пока ток не начнет резко увеличиваться снять показания для 6-8 точек (табл.2.).

4. Измеренные значения занести в таблицу и построить по ним ВАХ диода. Проанализировать ее.

Таблица 1.

Uпр, В            
Iпр, мА            

Таблица 2.

Uобр, В            
Iобр, мA            

5. Сделать вывод.

Основные теоретические сведения.

P-n-переход и его свойства

Действие полупроводниковых приборов основано на использовании свойств полупроводников. Полупровод­ники занимают промежуточное положение между провод­никами и диэлектриками. К полупроводникам относятся элементы IV группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева, которые на внешней оболочке имеют четыре валентных электрона. Типичные полупроводники - Ge (германий) и Si (кремний).

Чистые полупроводники кристаллизуются в виде решетки (рис. 1 а). Каждая валентная связь содержит два электрона, оболочка атома имеет восемь электронов, и атом находится в состоянии равновесия. Чтобы «вырвать» электрон в зону проводимости, необходимо затратить большую энергию.

Чистые полупроводники обладают высоким удель­ным сопротивлением (от 0, 65 Ом-м до 108 Ом-м). Для сни­жения высокого удельного сопротивления чистых полу­проводников в них вводят примеси, такой процесс называ­ется легированием, а соответствующие полупроводнико­вые материалы - легированными. В качестве легирующих примесей применяют элементы III и V групп периодиче­ской системы элементов Д.И. Менделеева.

Элементы III группы имеют три валентных элек­трона, поэтому при образовании валентных связей одна связь оказывается только с одним электроном (рис. 1 б). Такие полупроводники обладают дырочной электропро­водностью, так как в них основными носителями заряда являются дырки. Под дыркой понимается место, не занятое электроном, которому присваивается положительный за­ряд. Такие полупроводники также называются полупроводниками р-типа, а примесь, благодаря которой в полу­проводнике оказался недостаток электронов, называется акцепторной.

Элементы V группы имеют пять валентных элек­тронов, поэтому при образовании валентных связей один электрон оказывается лишним (рис. 1 в). Такие полупро­водники обладают электронной электропроводностью, так как в них основными носителями заряда являются элек­троны. Они называются полупроводниками п-типа, а при­месь, благодаря которой в полупроводнике оказался избы­ток электронов, называется донорной.

Рис. 1. Фрагмент решетки:

а) чистого полупроводника;

б) полупроводника с акцепторной примесью;

в) полупроводника с донорной примесью

 

 

Удельное электрическое сопротивление легиро­ванного полупроводника существенно зависит от концен­трации примесей. При концентрации примесей 1020 ÷ 1021 на 1 см3 вещества оно может быть снижено до 5·10-6 Ом·м для германия и 5·10-5 Ом·м для кремния.

Основное значение для работы полупроводнико­вых приборов имеет электронно-дырочный переход, кото­рый называют р-п-переходом (область на границе двух по­лупроводников, один из которых имеет дырочную, а дру­гой - электронную электропроводность).

На практике p-n-переход получают введением в полупроводник дополнительной легирующей примеси. Например, при введении донорной примеси в определен­ную часть полупроводника р-типа в нем образуется об­ласть полупроводника n-типа, граничащая с полупровод­ником р-типа.

Схематически образование p-n-перехода при со­прикосновении двух полупроводников с различными ти­пами электропроводности показано на рис. 2. До сопри­косновения в обоих полупроводниках электроны, дырки, ионы были распределены равномерно (рис. 2 а).

Рис. 2. Образование p-n-перехода: распределение носителей заряда


Поделиться:



Популярное:

Последнее изменение этой страницы: 2016-05-03; Просмотров: 509; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.01 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь