МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА) Кафедра МИТ ОТЧЕТ по лабораторной работе №1 по дисциплине «Основы электроники и радиоматериалы» Тема: «СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ВОЛЬТ-АМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИОДОВ» Вариант 9 Выполнили студенты гр. 2183 Преподаватель Санкт-Петербург 2024 Цель работы: Исследование вольт-амперных характеристик диодов, а также влияние температуры на вольт-амперные характеристики. Основные теоретические положения Полупроводниковый диод представляет собой прибор, основанный на свойствах p−n перехода. В собственном полупроводнике свободные электроны и дырки образуются попарно и число электронов равно числу дырок. При введении в полупроводник донорных примесей электрон атома примеси, не участвующий в межатомных связях, легко переходит в зону проводимости полупроводникового материала. При этом в кристаллической решетке остается неподвижный положительно заряженный ион примеси, а электрон добавляется к свободным электронам собственной проводимости. В этом случае концентрация свободных электронов в полупроводнике превышает концентрацию дырок в нем. Такой полупроводник называют полупроводником n-типа. При введении в полупроводник акцепторных примесей атомы примеси в процессе формирования межатомных связей отбирают электрон у одного из атомов полупроводникового материала, становясь неподвижными отрицательными ионами. В этом случае концентрация дырок в полупроводнике превышает концентрацию свободных электронов и полупроводник называют полупроводником p-типа. На границе полупроводников n- и p-типов за счет диффузии часть электронов из n-слоя переходит в p-слой, рекомбинируя с дырками, и наоборот. При этом в пограничном n-слое остается нескомпенсированный положительный заряд примесных ионов, а в p-слое – нескомпенсированный отрицательный заряд примесных ионов. Возникает контактная разность потенциалов, препятствующая переходу дырок в n-область и электронов − в p-область. Если к p−n-переходу приложено внешнее напряжение в прямом направлении («плюс» к слою p и «минус» к слою n), то это напряжение, скомпенсировав контактную разность потенциалов, создаст прямой ток через переход. Ход Работы: 1. Построение прямой ветви ВАХ диодов На Рисунке 1 изображена схема, которая была построена в ходе выполнения лабораторной работы: Рисунок 1 Исходная схема На схеме располагаются источник постоянного напряжения (с номинальным значением 20 В), резисторы R1, R2, R3 (с сопротивлением 2 кОм), диоды D1 (кремниевый), D2 (германиевый), D3 (диод Шотки). На Рисунке 2 изображены графики полученных вольт-амперных характеристик: С помощью маркеров измерим ВАХ трех диодов и занесем в таблицу протокола соответствующие значения. Протокол: Диод Левая точка на графике Правая точка на графике I1, мА V1, мВ I2, мА V2, мВ D1 кремниевый 1,149 580,462 4,023 680,221 D2 германиевый 1 190,214 8,111 290,489 1,235 130 9,549 208,305 D3 Шотки Оценим диапазон изменения сопротивления каждого из диодов D1, D2, D3, где I1 и I2 значения тока и V1, и V2 - значения напряжения в заданном интервале. Обработка результатов эксперимента Расчет изменения сопротивления кремневого диода D1. Для этого из таблицы 1, первой строчки, берем значения соответствующих токов и напряжений и по формулам приведенным ниже рассчитываем наши значения. r1=V1/I1=570/1.316=433.130 [Ом] r2= V2 / I2=670/4.133=162.109 [Ом] Расчет изменения сопротивления германиевого диода. Для этого из таблицы 1, второй строчки, берем значения соответствующих токов и напряжений и по формулам приведенным ниже рассчитываем наши значения. r1=V1/I1=185/0.045=4111 [Ом] r2=V2/I2=285/6,316=45.123 [Ом] Расчет изменения сопротивления диода Шотки. Для этого из таблицы 1, третьей строчки, берем значения соответствующих токов и напряжений и по формулам приведенным ниже рассчитываем наши значения. r1=V1/I1=120/0.275=436.36 [Ом] r2=V2/I2=208/9.184=22.65 [Ом]
