Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
______________________________образования___________________________
«Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана»,
Калужский филиал
(КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана)
Отчет к лабораторной работе №1
по электронике и схемотехнике
студентов группы САПР.Б -41
Вафаевой Зарины
Герасимова Владимира
Горелова Дмитрия
2013 год
Теоретическая часть
Полупроводниковым диодом называется прибор с двумя выводами, содержащий один электронно-дырочный переход.
Основное значение для работы полупроводниковых диодов имеет электронно-дырочный переход, который для кратности называют p-n переходом.
Электронно-дырочным переходом называется область на границе раздела двух полупроводников, один из которых имеет электронную, а другой - дырочную электропроводность.
На практике p-n переходы получают введением в примесный полупроводник дополнительной легирующей смеси.
Образование p-n перехода при соприкосновении двух полупроводников с различными типами проводимости происходит следующим образом. До соприкосновения в обоих полупроводниках электроны, дырки и неподвижные ионы были распределены равномерно. При соприкосновении полупроводников в пограничном слое происходит рекомбинация (воссоединение) электронов и дырок. Свободные электроны из зоны полупроводника р-типа. В результате вблизи границы двух полупроводников образуется слой, лишенный подвижных носителей заряда, поэтому обладающий высоким электрическим сопротивлением,-так называемый потенциальный барьер. Толщина потенциального барьера обычно не превышает нескольких микрометров.
Расширению потенциального барьера препятствуют неподвижные ионы донорных и акцепторных примесей, которые образуют на границе полупроводников двойной электрический слой. Этот слой определяет контактную разность потенциалов на границе полупроводников.
Подвижные носители заряда, концентрация которых в данном носителе преобладает, называются основными носителями, а подвижные носители, составляющие меньшинство – неосновными.
Если к p-n переходу приложить внешнее напряжение, которое создает в запирающем слое электрическое поле напряженность Евнешн , совпадающее по направлению с полем неподвижных ионов напряженностью Езап , то это приведет лишь к расширению запирающего слоя.
В сильнолегированных полупроводниках ширина запирающего слоя меньше, что препятствует возникновению лавинного пробоя, т.к. движущиеся носители не приобретают энергии, достаточной для ударной ионизации.
В то же время может возникать электрический пробой p-n перехода, когда при достижении критической напряженности электрического поля в p-n переходе за счет энергии появляются пары носителей электрон-дырка (эффект Зенера), и существенно возрастает обратный ток перехода.
Для каждого пробоя характерна обратимость, заключающаяся в том, что первоначальные свойства p-n перехода полностью восстанавливаются, если снизить на нем обратное напряжение. Благодаря этому электрический пробой используется в качестве рабочего режима в полупроводниковых стабилитронах.
Напряжение стабилизации – падение напряжения на стабилитроне в области стабилизации при номинальном значении тока.
Минимальный ток стабилизации – такое значение тока через стабилитрон, при котором возникает устойчивый пробой.
Максимальный ток стабилизации – наибольшее значение тока через стабилитрон, при котором мощность, рассеиваемая на стабилитроне, не превышает допустимого значения.
Дифференциальное сопротивление – отношение приращения напряжения на стабилитроне к приращению тока в режиме стабилизации.
Максимальная мощность рассеивания – наибольшая мощность, выделяющаяся в p-n переходе, при переходе, при которой не возникает тепловой пробел перехода
Температурный коэффициент напряжения стабилизации – отношение относительного относительного изменения напряжения стабилизации к абсолютному изменению температуры окружающей среды.
Схема испытания
Таблицы измерений