Лабораторна робота № T2

Тема: Дослiдження діоду

Мета: Отримати залежність струму від напруги для прямого і зворотнього напрямку напруги на

напівпровідниковому p-n переході. Дослідити функціональну залежність струму.

Обладнання: Стенд з регульованої напругою, вольтметром та амперметром, вбудовані опори,

германієвий діод, блок живлення постiйного струму.

Елементом позначення діоду на схемах є стрілка, що позначає прямий напрямок струму (від “+” до “-“). Опір діоду у прямому напрямку багатократно менший за опір у зворотньому напрямку. Нижнє положення перимикача на малюнку схеми відповидає прямому включенню диоду.

План роботи

1. Ознайомитися зі схемою стенду. Ототожнити вимирювальні прилади на схемі та стенді.

Стенд складається з елементів:

• змінний опір R_V, що дозволяє керувати напругою і струмом діоду D;

• обмежуючого струм опору R_i;

• перемикача напрямку під’єднання діоду S;

• вимірювальних приладів з кількома межами виміру напруги (позначка V) i струму (позначка A).

2. Установити ручку керування напругою у крайнє положення проти годинникової стрілки, що відповідає нульовій напрузі.

Увага! Для виміру струму використовується дуже чутливий мікроамперметр, який може бути

пошкоджено великим струмом прямого напрямку діоду. Тому перемикати напрямок під’єднання діоду перемикачом S, та перемикати чутливість приладів можна лише за нульової напруги.

3. Пiд’єднати блок живлення.

4. Виміряти залежність струму від напруги для прямого напрямку під’єднання діоду.

Результати вимирів занести до таблиці “Прямий напрямок”.

4.1. Установити ручку керування напругою у крайнє положення проти годинникової стрілки, що відповідає нульовій напрузі. Перемикач напрямку виставити в положення відповідаюче прямому напрямку; перемикач чутливості вольтметру виставити на діапазон “1V”; перемикач чутливості амперметру виставити на діапазон “50mA”.

4.2. Ручкою змінного опроу обережно підвищувати напруги U, одночасно контролюючи струм I.

Таблиця “Прямий напрямок”.

U, V	0	0.05	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.45	0.50
I, mA

5. Виміряти залежність струму від напруги для зворотнього напрямку під’єднання діоду.

Результати вимирів занести до таблиці “Зворотній напрямок”.

5.1. Установити ручку керування напругою у крайнє положення проти годинникової стрілки, що відповідає нульовій напрузі. Перемикач напрямку виставити в положення відповідаюче зворотньому напрямку; п еремикач чутливості вольтметру виставити на діапазон “10V”; перемикач чутливості амперметру виставити на діапазон “50A”.

5.2. Ручкою змінного опроу обережно підвищувати напруги U, одночасно контролюючи струм I.

Увага! Результати вимирів зворотнього струму можуть залежити від тривалості вимирів.

Це відбувається внаслідок підвищення температури p-n переходу під діє струму. Тому треба тимчасово вимикати блок живлення після установки потрібної напруги. Потім надати можливість охолонути p-n переходу. Після цього вмикнути блок живлення і занотувати початкове значення струму.

5.3. Занотувати початкове і стале (приблизно за 1 хвилину) значення струмів.

Таблиця “Зворотній напрямок”.

U, V	0	0.5	1	2	4	6	8	10
I, A Початкове
I, A Стале

6. Побудувати на спільному графіку в однаковому масштабі струми прямого (U >0; I >0) і зворотнього (U <0; I <0) напрямків.

7. Для виявлення функціональної залежності струму прямого напрямку від напруги побудувати логаріфмічну залежність струму від напруги Y(x). Де Y = Ln (I{mA}), x = U.

Визначити коефіціент нахилу k = dY/dx цієї залежності.

k =

Порівняти це значення з коефіціентом k залежності для концентрації носіїв струму в напівпровідниках N = N₀  exp{ (eU) / (KT) } ; k = e / (KT) для кімнатної температури (T=290^oK).

8. Для виявлення особливостей залежності зворотнього струму від напруги, побудувати окремий графік.

Залежність струму від напруги

Логаріфмічна залежність прямого струму