МУ-Ф-2А (1003889), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Изучить общие закономерности вольт-амперных характеристик диодов из германияи кремния.При комнатной температуре изучить зависимости тока от напряжения I(U) для диодов изгермания и кремния, отличающихся шириной запрещенной зоны Eg.Прямую ветвь ВАХ измерять миллиамперметром или по падению напряжения насопротивлении 100 Ом, начиная от максимального тока 150...250 мА и уменьшая его каждый разна 10...15 %.
Кривые для обоих диодов построить на одном графике.При измерениях обратной ветви ВАХ использовать микроамперметр или сопротивление 10 Ом,напряжение изменять от нуля до 15 В в варианте 1 или до 1,5 В в варианте 2. Результатыизмерений представить в виде таблицы. Обратить внимание на то, что у германия имеется токнасыщения, а у кремния нет. Последнее объясняется более сложными процессами формированияобратного тока в диодах из материала с большим значением Eg.При анализе результатов измерений дать объяснение следующим закономерностям:1.Почему ток в прямом направлении много больше, чем в обратном? 2.Почему обратные токидиодов из кремния и германия сильно различаются? 3.Почему прямые ветви ВАХ обоих диодовсмещены по оси напряжения?Задание 2.
Сравнить ВАХ германиевого диода с теоретической зависимостью (6) дляидеального р-n-перехода.Выше было установлено, что германиевый диод имеет ток насыщения, что дает основание длясравнения его ВАХ с формулой (6). Для этого нужно детально измерить его характеристику I(U)для напряжений от -0,2 В до 0,14 В с шагом 0,02 В.
Из результатов измерений найти значение токанасыщения Is (это обратный ток при напряжении |U|>0,1 В). Построить зависимость I/Is от U вкрупном масштабе, на тот же график нанести теоретическую зависимость, воспользовавшисьтаблицей.П р и м е ч а н и е. Наблюдаемое с ростом прямого напряжения постепенное расхождениепостроенных кривых имеет следующее объяснение. При выводе формулы (6) мы предполагали,что все приложенное к диоду напряжение падает на самом р-n-переходе, т.е.
пренебрегалипадением напряжения на других участках диода, что верно только для малых токов. С ростом токавсе меньшая часть приложенного напряжения падает на р-n-переходе, поэтому ток меньшерасчетного значения.Задание 3. Изучить зависимость тока насыщения от температуры и определить ширинузапрещенной зоны германия.Установить обратное смещение германиевого диода примерно 1 В, измерить ток Is1 прикомнатной температуре Т1.
Затем включить нагреватель и снять зависимость Is от Т, считываяпоказания при каждом возрастании тока на ЗО...5О % по сравнению с предыдущим значением.Опыт занимает примерно 15 мин; за это время ток должен возрасти в десятки раз в установкепервого варианта и примерно в 10 раз в другой установке. По результатам измерений построитьграфическую зависимость ln(Is/Is1) от 1/T, сравнить ее ход с характеристикой (8) и определитьзначение Eg в джоулях и электрон-вольтах.Задание 4.
Изучить фотодиодный режим р-n-перехода.Задание выполнить с помощью кремниевого диода в установке первого варианта иликремниевого фотодиода в другой установке. Диоды находятся в светозащитных камерах с11крышкой. При снятой крышке их можно осветить лампой с различных расстояний l. Дляточечного источника света освещенность диода E=I/l2, где I - сила света.Установить небольшое обратное смещение (1 В) и измерить ток фотодиода при закрытойкрышке, т.е.
темновой ток Is.Затем открыть крышку, включить лампу и измерить обратный ток Iосвещенного р-n-перехода. Вычислить фототок Is по формуле (10). Измерить Iф для 4...6различных значений l. Минимальное значение l должно удовлетворять требованию, что лампаостается точечным источником; максимальное должно быть в 3...4 раза больше. По результатамизмерений построить граФическую зависимость Iф от 1/l2. Убедиться, что эта зависимость близка клинейной, т.е. фототок в диоде пропорционален освещенности.СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ1. Савельев И.В.
Курс Физики. М.: Наука, 1989. Т.З. 304 с.2. Калашников С.Г. Электричество. М.: Наука, 1985. 576 с.3. Бушманов Б.Н., Хромов Ю.А. Физика твердого тела. М.: Высш. школа, 1971. 224 с.4. Левинштейн М.Е., Симин Г.С. Барьеры. Ы.: Наука, 1987.320 с.ОГЛАВЛЕНИЕВведение ................................................................. 2Электроны и дырки в полупроводниках ..................................... 2Электронно-дырочный переход в равновесном состоянии ......................
3Вольт-амперная характеристика идеального ЭДП ............................. 5ЭДП в качестве приемника света (фотодиод) ................................ 7Описание лабораторной установки и порядок выполнения работы .............. 8Список рекомендуемой литературы .......................................... 10.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
