1.2 Требования безопасности при выполнении работы:

- в целях соблюдения технических условий эксплуатации компьютера запрещается прикасаться к экрану дисплея и закрывать посторонними предметами вентиляционные отверстия и панели компьютерных устройств;

- запрещается изменять настройки компьютера и операционной системы;

- работа на компьютере должна проводиться в строгом соответствии с методическими указаниями и пояснениями преподавателя;

- работа на компьютере должна проводиться только с собственными файлами;

- создавать и удалять файлы можно только в своём каталоге;

- запрещается пользоваться без ведома преподавателя дисками;

- запрещается записывать на компьютер программы без ведома преподавателя или лаборанта;

- в случае непреднамеренного выхода студента на неизвестные ему программы он обязан сразу же предупредить об этом преподавателя или лаборанта.

1.3 Требования безопасности в аварийных ситуациях:

- при возникновении возможных неисправностей, неполадок или сбоев в работе компьютерных устройств следует немедленно обратиться к лаборанту, преподавателю или инженерно-техническому работнику.

1.4 Требования безопасности по окончании работы:

- по окончании работы необходимо закрыть на компьютере все приложения;

- привести в порядок рабочий стол – убрать все посторонние предметы;

- отметить время окончания работы в журнале регистрации рабочего времени;

- сообщить о недостатках, обнаруженных во время работы преподавателю или лаборанту.

Физическая порча техники влечёт за собой материальную ответственность.

В случае нарушения инструкции студент может быть наказан вплоть до отчисления из института.

Первичный инструктаж проводит непосредственно руководитель работ с регистрацией в журнале учёта контрольных листков.

2 Лабораторная работа №1 «Исследование полупроводниковых диодов»

Цель работы: ознакомление со свойствами полупроводниковых диодов, экспериментальные исследования вольтамперной характеристики (ВАХ) полупроводниковых диодов, определение технических параметров полупроводниковых диодов.

Исследования проводятся на компьютере при помощи программы «Electronics Workbench».

2.1 Общие сведения

2.1.1 Электропроводность полупроводников

Для полупроводников характерно кристаллическое строение, то есть закономерное и упорядоченное расположение их атомов в пространстве. Связанные между собой атомы образуют в кристаллах кристаллическую решётку. Рассмотрим структуру кристаллической решётки четырёхвалентного германия (рисунок 1).

Рисунок 2.1 – Ковалентная связь электронов

Связи между атомами кристаллической решётки образуются валентными электронами, которые взаимодействуют не только с ядром своего атома, но и с ядрами соседних атомов. В кристаллах германия связь между двумя атомами осуществляется двумя валентными электронами, по одному от каждого атома. Такая связь называется двухэлектродной или ковалентной. В результате внешняя орбита каждого атома имеет как бы по восемь электронов и становится полностью заполненной.

Кристаллическая решётка, в которой каждый электрон внешней орбиты атома связан ковалентными связями с остальными атомами, называется идеальной. В таком кристалле свободных электронов нет, и при отсутствии внешних воздействий (при 0 градусов по Кельвину) полупроводники имеют свойства изоляторов. Под действием внешних факторов (температуры) некоторые ковалентные связи разрушаются и появляются свободные электроны. Ширина запрещённой зоны для германия составляет 0,67 эВ, а для кремния 1,1 эВ. Поэтому в этих полупроводниках для перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости вполне достаточно кинетической (тепловой) энергии, возникающей у электронов при комнатной температуре. Таким образом, у полупроводника появляется электронная проводимость.

При освобождении электрона из ковалентной связи в последней возникает как бы свободное место, обладающее элементарным положительным зарядом, равным по величине заряду электрона. Такое освободившееся в ковалентной связи место условно называют «дыркой». Так как дырка обладает положительным зарядом, то она может присоединять к себе электрон соседней ковалентной связи. В результате этого одна ковалентная связь восстанавливается, а другая разрушается. Этот процесс непрерывно повторяется, и дырка, переходя от одной связи к другой, будет перемещаться по кристаллу, что равносильно перемещению положительного заряда. Если приложить внешнее электрическое поле, то движение электронов и дырок упорядочится и появится электрический ток.

Различают два вида проводимости полупроводников — электронную или проводимость типа n (negative) и дырочную или проводимость типа p (positive). В химически чистом полупроводнике количество дырок равно количеству электронов, и электрический ток образуется в результате одновременного переноса зарядов обеих знаков. Такая электронно-дырочная проводимость называется собственной проводимостью.