Вивчення електричних властивостей напівпровідників
Мета: Експериментально вивчити властивості напівпровідникового діода та тріода.
Обладнання: 1. Джерело електричної енергії. 2. Міліамперметр. З. Мікроамперметр на 100-200 мА. 4. Діод Д7Ж або Д2. 5.Транзистор МП 41. 6. Резистори 1 і 5 кОм. 7. Потенціометр 1,2 МОм. 8. З'єднувальні провідники. 9. Ключ. 10. Вольтметр.
В результаті виконання лабораторної роботи студент повинен
знати: позначення напівпровідникових елементів на схемах, принцип роботи, переваги і недоліки напівпровідникових діода та тріода;
вміти: вмикати в електричне коло діод та тріод, знімати та пояснювати вольтамперну характеристику діода.
Рекомендації. 1. Звернути увагу на полярність напівпровідникових приладів при їх підключенні в електричне коло.
2. Вихід бази приєднуйте завжди першим.
3. На транзистор не подавайте напругу, що перевищує номінальну.
Теорія. Напівпровідники характеризуються іншою ніж провідники провідністю: власною, дірковою (р-типу) і електронною (n-типу).
Якщо в монокристал напівпровідника (наприклад германію), що має провідність n-типу, впаяти краплю напівпровідника (наприклад індію) з провідністю р- типу, то в області, що прилягає до місця контакту напівпровідників, утворюється запірний шар (р-n- перехід), який добре проводить струм в одному напрямку і практично не пропускає струм в іншому напрямку. Ця властивість використовується в напівпровідниковій техніці.
ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
І .Перевірка односторонньої провідності діода.
1. Прочитати опис роботи до кінця.
2. Скласти коло за схемою.
З . Діод Д2 ввімкнути в прямому напрямку: позначка "+" повинна бути повернута до плюса джерела струму. Замкнути коло і зняти покази міліамперметра. Коло розімкнути.
4. Діод Д2 ввімкнути в зворотному (запірному) напрямку. Коло замкнути і переконатись у відсутності струму в колі. Коло розімкнути.
5. 3а результатами спостережень зробити висновок.
ІІ. Зняття вольт-амперної характеристики діода.
1
.
Скласти електричне коло за схемою,
зображеною на малюнку. Діод ввімкнути
в пропускному напрямку.
2. 3амкнути коло. Підібрати положення повзунка потенціометра так, щоб вольтметр показав найменше значення напруги. Зняти покази вимірювальних приладів.
3. Переміщувати поступово повзунок потенціометра і зняти не менше 7 значень напруги і сили струму. Коло розімкнути.
4. Результати вимірювань записати в таблицю.
Номер досліду |
Струм, що проходить через діод, І, мА |
Напруга, подана на діод, U, В |
1. |
|
|
2. |
|
|
3. |
|
|
4. |
|
|
5. |
|
|
6. |
|
|
7. |
|
|
5.3а результатами вимірювань побудувати графік залежності сили струму від напруги, відкладаючи по вертикальній осі силу струму в , міліамперах, а по горизонтальній - напругу у вольтах.
ІІІ. Перевірка односторонньої провідності тріода.
1. Зібрати електричне коло за схемою рис.1. Вихід від бази повинен бути приєднаний до " - " джерела струму.
рис. 1 рис.2
2. Клему В ключа з'єднати з емітером Е тріода і на короткий час замкнути коло, зняти покази міліамперметра.
3. Клему В ключа з'єднати з колектором К тріода і на короткий час замкнути коло, зняти покази міліамперметра.
4. Перевірити роботу тріода в зворотному напрямку. Для цього провідник від бази з'єднати з клемою "+" джерела електричної енергії, а клему А ключа - із затискачем " рис.2.
5. Повторити п.2 і п.З.
6.3а результатами спостережень зробити висновок.
Контрольні запитання.
В чому відмінність провідності провідників і напівпровідників?
Як пояснити збільшення питомого опору напівпровідника при зменшенні температури?
Що є в схемі тріода вхідним колом і що вихідним?
Як потрібно ввімкнути в коло транзистор, щоб він діяв і як діод в прямому напрямку?
Що показує вольт- амперна характеристика діода?
На графіку зображена вольт- амперна характеристика діода. Визначте, чому дорівнює внутрішній опір діода в пропускному напрямку при U=0,3 В, при I=20 мА, в запірному при U=400 В.
Домашнє завдання. Повторити [1]. §21 Л-§21.6
Лабораторна робота № 9