Міністерство освіти і науки України

Сумський державний університет

Методичні вказівки

до лабораторних робіт

з дисципліни «Твердотіла електроніка»

для студентів спеціальності 6.090803 „Електронні системи“

усіх форм навчання

Суми

Вид-во СумДУ

2007

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

ДОСЛІДЖЕННЯ ВИПРЯМЛЯЮЧИХ НАПІВПРОВІДНИКОВИХ ДІОДІВ

Мета роботи:

• закріпити знання з теорії р-n - переходів та напівпровідникових діодів;

• набути практичні навики знання вольт-амперних характеристик діодів.

Підготовка до роботи

1. Вивчити теоретичний матеріал фізики р-n - переходу та про випрямляючі діоди ((2), с. 29-56, (1) ,с.105-107).

2. Накреслити в зошитах-звітах схеми для зняття характеристики діодів прямої вітки і зворотної (1.2),а також таблиці 1.1, 1.2, 1.3.

3. Ознайомитися з запитаннями, що виносяться на письмовий колоквіум перед лабораторною роботою.

1. Механізм власної провідності напівпровідників.

2. Механізм електронної провідності напівпровідників.

3. Механізм діркової провідності напівпровідників.

4. Процеси в р-n - переході при відсутності зовнішньої напруги.

5. Чому р-n - перехід розширюється при збільшенні Uзв. і звужується при збільшенні Uпр. ?

3.6 Що є причиною виникнення контактної різниці потенціалів у р-n - переході та від чого вона залежить?

3.7 Поясніть залежність товщини р-n – переходу від ступеня легування напівпровідників

(концентрації домішок).

3.8 Бар'єрна, дифузійна ємності р-n -переходу.

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися з розміщенням елементів лабораторної установки згідно з приведеним вище описом. З'ясувати послідовність збирання схем, що пропонуються до дослідження.

Рис.1.1

2. Впевнитися у працездатності діодів. Для цього ампервольтомметр (тестер) потрібно виставити в режим вимірювання опору. Для прямого включення діода гніздо "+" треба з'єднати з анодом діода (згідно з позначкою на корпусі діода), а на катод діода подати негативний потенціал тестера. Діод можна вважати робочим, якщо його прямий опір складе кілька десятків Ом. а зворотній опір-кілька сотень КОм.

3. Зібрати схему для зняття прямої вітки ВАХ напівпровідникового діода (рис 1.1).Для цього використати кремнієвий діод Д226 Б(Г), якого треба підпаяти до лівої пари контактів 14. 15

комутаційної плати, що з'єднується з лівим джерелом живлення. Величину обмежувального опору R₁ вибрати в межах 62 – 620 Ом.

4. Максимальна пряма напруга (спад напруги) на кремнієвих діодах досягає значень 0,8 – 1В. Змінюючи напругу на діоді від 0 до 1 В (положення перемикача 7 діапазонів вимірювання вольтметра V₁ -1 В), прослідкувати як змінюється струм через діод. Для цього зробити декілька вимірювань через 0,1 В. Результати вимірювань занести до таблиці.

Таблиця 1.1

Uпр ,В	0	0,1	0,2	…	0,8
Iпр ,mА				…

У разі, якщо максимальна пряма напруга буде менша, ніж 1 В, дискретність вимірювань треба зменшити (наприклад, ).

Рис.1.2

5. Зібрати схему для зняття зворотної вітки ВАХ напівпровідникового діода, що досліджувався у попередніх пунктах (рис 1.2). Діод підпаюється до правої пари контактів 16, 17 комутаційної плати у зворотній полярності (тобто анодом до "−" правого джерела а катодом до "+". Величину обмежувального опору R₂ зробити мінімальною.

Користуючись методикою п.3, зняти вітку ВАХ кремнієвого діода Д226Г. Взявши до уваги,

для діодів цього типу а напругу на ньому змінювати

від 0 до 40 В, а струм вимірювати мікроамперметром. Результати вимірювань занести до таблиці.

Таблиця 1.2

Uзв ,В	0	5	10	…	35	40
Iзв ,мкА				…

6. Випаяти діод Д226 Г і, використовуючи германієвій діод Д7Ж, зняти для нього пряму й зворотну вітки ВАХ згідно з методикою п.п. 3-4.При цьому врахувати, що максимальна пряма напруга (спад напруги) на германієвому діоді досягає 0,3 – 0,4 В. Звернути увагу на різницю між ВАХ кремнієвого та германієвого діодів.

7. Накреслити зняті ВАХ на міліметровому папері. При цьому бажано пряму і зворотну вітки діодів зображати у спільних осях координат у різних масштабах для зручності спостереження за зростанням зворотного струму І_зв. Зробити висновки.

8. У 4-5 вибраних точках на прямих вітках характеристик кремнієвою та германієвою діодів визначити величини диференційного опору

задаючись у кожній точці прирощенням . Результаті обчислень занести до таблиці.

	0	5	10	20	30

Користуючись заповненою таблицею, побудувати графіки залежності = для обох діодів. Зробити висновки.

9. На комутаційній платі яку видає викладач, за допомогою паяльника і провідників змонтувати схему

Рис. 1.3

За допомогою осцилографа зняти і замалювати осцилограми в загальних осях координат відносно точки 1 в точках 2, 3, 4. В якості R_н використати магазин опорів R₂, лабораторного стенда, або одержати резистор у викладача.

ЗМІСТ ЗВІТУ

1. Схеми включення діодів для зняття характеристики.

2. Заповнені таблиці 1.1, 1.2, 1.3.

3. Графіки залежності: = та = для обох діодів.

4. Загальні висновки до роботи. Ці висновки мають містити в собі не лише констатацію проведених досліджень, але й аналіз з точки зору вивченого лекційного матеріалу.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2

ДОСЛІДЖЕННЯ НАПІВПРОВІДНИКОВИХ СТАБІЛІТРОНІВ

Мета роботи:

1. закріпити знання лекційного матеріалу про різновиди напівпровідникових діодів і їхнього використання в електронних схемах.

2. Досліджувати ВАХ двох типів стабілітронів і визначити з отриманих характеристик параметри стабілітронів.

3. Досліджувати дію параметричного стабілізатора на н/п стабілітроні.