Московский Энергетический Институт

(технический университет)

Кафедра: Электронные приборы.

Лабораторная работа №1.

Исследование свойств электронно-дырочного перехода.

Студент: Лунев С. ИРЭ, РТФ, группа: ЭР-13-06

Преподаватель: Рыков А.Н.

Москва, 2008 год.

1) 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.

2) Объект исследования - в качестве объекта исследования используется p-n переход, изготовленный на основе германия (маломощный выпрямительный германиевый диод). Для такого перехода ток, протекающий при приложении обратного напряжения около нескольких десятых вольт, достаточно близок к значению теплового тока. Величинами тока термогенерации в переходе и тока утечки можно пренебречь.

3) Схема установки - схемы для измерения прямой и обратной ветвей вольт-амперных характеристик диода показаны на рис. 4 и 5. Измерительные приборы подключены таким образом, чтобы их неидеальность оказывала минимальное влияние на результаты измерений.

4) Задание к работе в лаборатории

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

2. Снять обратные ветви вольт-амперных характеристик p-n перехода при пяти значениях температуры в пределах от комнатной до 45 – 55^оС.

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

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

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

5) измерения –

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

U, В	0	0,02	0,04	0,06	0,08	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18	0,2
I, мА	0	0,02	0,04	0,08	0,14	0,22	0,32	0,43	0,56	0,7	0,88

График прямой ветви ВАХ p-n перехода при комнатной температуре

2) Снять обратные ветви вольт-амперных характеристик p-n перехода при пяти значениях температуры в пределах от комнатной до 45 – 55^оС.

t0 , С	24	25	30	35	40	45
I, мкА	36	40	68	100	136	176

U_0обр = 0.8 В

График обратных ветвей ВАХ p-n перехода при пяти значениях температуры от комнатной до 45^оС

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

Опытные данные –

Ln(I/Io+1)	0	0,4	0,7	1,17	1,58	1,96	2,29	2,56	2,80	3,01	3,23
U,В	0	0,02	0,04	0,06	0,08	0,10	0,12	0,14	0,16	0,18	0,20

[B]

[Ом]

Расчет – за Io принимаем ток при 24 ^оС – 36 мкА.

==>

Расчетные данные –

Ln(I/Io+1)	0	0,4	0,7	1,17	1,58	1,96	2,29	2,56	2,8	3,01	3,23
U,В	0	0,01	0,018	0,029	0,040	0,050	0,058	0,056	0,071	0,077	0,082

Графики ВАХ – расчетная(синяя линия) и опытная(красная линия)

4) построим график зависимости логарифма тока от обратной температуры –

ln(I)	T, К	1/T, К
-10,2	297	0.00336
-10,1	298	0.00335
-9,5	303	0.00330
-9,2	308	0.00324
-8,9	313	0.00319
-8,6	318	0.00314

график зависимости логарифма тока от обратной температуры-

По графику приблизительно определяем тангенс -

[B]

Получили 0,51 В – опытное значение. Теоретическое значение для германиевого p-n перехода – 0,66 В.

Вывод – изучили вид прямых ветвей ВАХ, вид обратных ветвей ВАХ при разных температурах; нашли сопротивление базы, также ширину запрещенной зоны. Полученные графики при прямом и обратом приложенном напряжении качественно соответствуют ожидаемым. Различие в ширине запрещенной зоны с теоретическим значением объясняется погрешностью измерений и приборной погрешностью.

6