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

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. Дети раннего возраста (до 3-х лет)
2. I. Отправление поезда с железнодорожной станции на перегон
3. I.II. Первый комплекс ГТО и дальнейшее его развитие
4. II. Виды мышления, стадии его развития.
5. II. Движение поездов на однопутных перегонах
6. II. Движение поездов по перегонам, имеющим путевые посты (блок-посты)
7. II. История настоящего заболевания
8. III Организация рабочего места по приготовлению и приготовление сложной холодной кулинарной продукции.
9. III. ИСТОРИЯ НАСТОЯЩЕГО ЗАБОЛЕВАНИЯ
10. III. Мягкосердечие Пророка, да благословит его Аллах и приветствует, и его плач.
11. III. Нравственный облик, церковно-общественная деятельность, нестроения и злополучия Константинопольской патриархии (от конца XVI в. до настоящего времени).
12. III. Оказание помощи остановившемуся на перегоне поезду локомотивом сзади идущего поезда