лаб / лаб2
.docx
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский технический университет связи и информатики»
Лабораторная работа №2
на тему «Полупроводниковые диоды и их компьютерные модели»
Вариант №6
Москва 202 г.
Цель работы:
Изучение особенностей полупроводниковых диодов различных типов и
их компьютерных моделей различной степени сложности и точности.
№ варианта |
Тип диода |
6 |
1N3491 |
Краткие теоретические сведения:
«теоретическая» вольт-амперная характеристика (ВАХ):
I0 – ток насыщения – главный параметр диода, определяющийся размерами, особенностями конструкции, типом полупроводника;
VT – термический потенциал kT/q. График такой ВАХ представлен на рис. 1, кривая 1.
На рис. 2 приведена ВАХ более сложной и точной модели. Уравнение (2) описывает участок пробоя, уравнение (4) – линейную часть ВАХ при прямом напряжении. Уравнение (3) – уравнение Шокли, которое хорошо описывает среднюю часть ВАХ диода.
Зависимость тока насыщения I0 от температуры T учитывается соотношением:
IS – ток насыщения при комнатной температуре Tкомн, EG – ширина запрещенной зоны, k – постоянная Больцмана.
Полная емкость
CJ и CD - барьерная и диффузионная емкость диода соответственно.
CJ0 – барьерная емкость при нулевом напряжении, VJ – контактная разность потенциалов, М – коэффициент, учитывающий степень влияния обратного напряжения на величину барьерной емкости, TT – среднее время жизни (пролёта) неосновных носителей в базе, I – прямой ток.
Ход работы:
Тип перехода:
кремниевый p-n переход, т.к. характерна ширина запрещенной зоны
EG = 1,11 эВ
Назначение диода: Высокочастотный диод (ёмкость CJ0 = 1.664 нФ),
сильноточный диод (сопротивление открытого состояния RS = 4.22*10-3 Ом),
импульсный диод (среднее время жизни неосновных носителей
(время пролёта) ТТ = 6.035*10-6 с),
Максимальная величина Ррасс = 7,1 Вт
Мощностная категория диода: 1 Вт
ВАХ диода:
График 1 - прямая ветвь ВАХ диода.
График 2 - максимальные для представленного графика значения напряжения и тока.
Графики 3, 4, 5 – Повышенная температура 57 (27,57),
на графиках минимальные, максимальные и промежуточные значения токов и напряжений.
График 6 - обратная ветвь ВАХ диода.
Графики 7, 8, 9 – Повышенная температура 57 (27,57),
на графиках минимальные, максимальные и промежуточные значения токов и напряжений.
Существует тесная взаимосвязь между током, напряжением и температурой в полупроводниковых диодах. Повышение тока через диод приводит к увеличению тепловыделения, что в свою очередь может привести к повышению температуры диода. При росте температуры диода его электрические параметры изменяются, что может повлиять на напряжение на диоде. Нарушение баланса между током, напряжением и температурой может привести к снижению производительности диода и его надежности.
Вывод:
Температурная зависимость напряжения пробоя является важным фактором, который может влиять на работу диодов. Напряжение пробоя — это минимальное напряжение, при котором диод начинает пропускать ток в прямом направлении. При повышении температуры, напряжение пробоя может снижаться, что может привести к неправильной работе диода или его полному выходу из строя.
Кроме того, температура может влиять на эффективность охлаждения диода. Некоторые диоды, особенно мощные и высокочастотные, требуют активного охлаждения для предотвращения перегрева. При повышении температуры, эффективность охлаждения может снижаться, что может привести к ухудшению работы диода и его повреждению.