%EE%F2%F7%E5%F2 %EB%E0%E1%E0 1 (Первая лаба)

М Э И (ТУ)

Кафедра: Электронные приборы

Лабораторная работа №1

Исследование свойств электронно-дырочного

перехода

Студент: Данилина А.Е.

Группа: ЭР-13-06

Преподаватель: Рыков А.Н.

Москва 2008

Цель работы: изучение закономерностей прохождения тока через электронно-дырочный p-n переход; изучение влияния температуры на величину тока, проходящего через p-n переход; определение электрофизических характеристик полупроводников.

Объект исследования: маломощный выпрямительный германиевый диод.

Схема установки: схема для измерения прямой и обратной ветвей вольт-амперных характеристик диода.

Схема установки

+

_

П₁

Рис.4

Схемы для измерения прямой и обратной ветвей вольт-амперных характеристик диода показаны на рис. 4 и 5, а также приведены на съемной панели в приборном блоке. Измерительные приборы подключены таким образом, чтобы их неидеальность оказывала минимальное влияние на результаты измерений.

Задание к работе в лаборатории

1. Снять прямую ветвь вольт-амперной характеристики p-n перехода при комнатной температуре.

Указание: прямой ток не должен превышать 1мА, прямое напряжение следует изменять с интервалом не более 0,04В.

U, В	0	0,02	0,04	0,06	0,08	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18	0,2
I, мкА	0	20	40	80	140	220	320	440	560	720	900

Экспериментальная зависимость силы тока от напряжения

Прямая ветвь ВАХ p-n перехода при комнатной температуре

1. Снять обратные ветви вольт-амперных характеристик p-n перехода при пяти значениях температуры в пределах от комнатной до 45-55°С,

Указание: обратное напряжение не должно превышать 1 В; характеристику следует снимать только после установления неизменной температуры в печи; значения температуры следует выбирать таким образом, чтобы максимальные значения тока не выходили за пределы шкалы измерительного прибора

Экспериментальная зависимость силы тока от температуры

T, °C	24	30	35	40	45	50	55
I, мкА	28	48	68	92	120	156	196

Обратные ветви ВАХ p-n перехода при разных температурах

3. По результатам выполненных п.1 построить снятую вольт-амперную характеристику в координатах . На этом же графике построить теоретическую вольт-амперную характеристику.

Практический расчет

Ln(1+I/I۪)	0	0,539	0,887	1,350	1,792	2,181	2,520	2,816	3,045	3,285	3,501
U, В	0	0,02	0,04	0,06	0,08	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18	0,2

Прямая ветвь ВАХ p-n перехода при комнатной температуре

Теоретическая вольт-амперная характеристика представляет собой прямую.

1. По результатам выполнения п.3 оценить сопротивление базы.

Показать на графике п.3 отрезки и точки, использованные для нахождения сопротивления базы.

1. По результатам выполнения п. 2 оценить ширину запрещенной зоны германия и сравнить с литературными данными.

Построить график зависимости от 1/T.

Экспериментальные значения

Ln(I۪)	-10,483	-9,944	-9,596	-9,294	-9,028	-8,766	-8,537
1/T, 10^(-3)	3,367	3,300	3,247	3,195	3,145	3,096	3,049

Ширина запрещенной зоны считается по первым двум точкам:

Для кремния ширина запрещенной зоны составляет 0,66 эВ, таким образом, погрешность эксперимента примерно 5%.

Вывод:

Полученные результаты хорошо согласуются с ожидаемыми. С увеличением температуры, ток через диод при обратном подключении увеличивается. Наглядно представлена несимметричность реального p-n перехода (отклонение реального графика от теоретически построенной прямолинейной зависимости). Построенная в полулогорифмическом масштабе экспериментальная зависимость силы тока от 1/T представляется собой практически прямую линию, по наклону которой определяется ширина запрещенной зоны кремния. Экспериментально полученное значение ширины запрещенной зоны найдено с 5% погрешностью, полученной в результате аппроксимации графика. Сопротивление базы составляет около 123 Ом, что согласуется с приведенными в литературе значениями.