- •Министерство сельского хозяйства республики казахстан
- •Учебно-методический комплекс по физике для группы специальностей «технические науки и технологии»
- •Тема 1. Элементы кинематики
- •Тема 2. Динамика частиц
- •Тема 3. Принцип относительности в механике
- •Тема 4. Работа и энергия
- •Тема 5. Твердое тело в механике
- •Тема 6. Физика колебаний
- •Тема 7. Механические волны
- •Тема 8. Молекулярно - кинетическая теория идеальных газов
- •Тема 9. Статистические распределения
- •Тема 10. Основы термодинамики
- •Тема 11. Реальные газы. Явления переноса
- •Тема 12. Электростатика
- •Тема 13. Проводники и диэлектрики в электростатическом поле
- •Тема 14. Постоянный электрический ток
- •Тема 15. Элементы физической электроники и твердого тела
- •Изучение движения тел по наклонной плоскости
- •Порядок работы
- •Контрольные вопросы
- •Изучение собственных колебаний пружинного маятника
- •Натуральный логарифм этого отношения называется логарифмическим декрементом затухания:
- •Порядок работы
- •Контрольные вопросы
- •Определение момента инерции тракторного шатуна
- •Порядок работы
- •Контрольные вопросы
- •Порядок работы Упражнение 1. Определение момента инерции крестовины без муфт
- •Крестовины вместе с муфтами.
- •Контрольные вопросы
- •1. Напишите и сформулируйте основной закон динамики вращательного движения. Дать определения момента инерции, момента силы.
- •Определение момента инерции маятника максвелла
- •На маятник действуют две силы: сила тяжести ft, направленная вертикально вниз и сила упругости двух нитей 2т (рис.2).
- •Порядок работы
- •Определение момента инерции маятника
- •Контрольные вопросы
- •Определение коэффициента вязкости жидкости методом стокса
- •Порядок работы
- •Определение отношения удельных теплоемкостей газа методом адиабатического расширения
- •Контрольные вопросы
- •Изучение фазовых переходов первого рода
- •Экспериментальная установка
- •Проведение эксперимента
- •Обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Теория метода
- •Порядок работы
- •Контрольные вопросы
- •1.2. Классификация приборов по принципу действия
- •1.3.Характеристики электроизмерительных приборов
- •1.4.Амперметры, вольтметры, гальванометры
- •1.5.Вспомогательные электрические приборы
- •2. Правила работы с электрическими схемами
- •Для соблюдения техники безопасности при работе с электрическими схемами следует:
- •3.Измерения и обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Определение удельного сопротивления проводника
- •Контрольные вопросы
- •Определение сопротивления проводников с помощью мостиковой схемы
- •Порядок работы
- •Контрольные вопросы
- •Исследование процесса разряда конденсатора через сопротивление
- •Исследование свойств полупроводникового выпрямителя
- •Порядок работы
- •Контрольные вопросы
- •Градуировка термоэлемента и определение его удельной термоэлектродвижущей силы
- •Теория метода
- •Порядок работы
- •Задачи для аудиторных занятий
- •О т в е т ы к задачам
- •Задания для самостоятельной работы студентов
- •Механика
- •42. При каких условиях сохраняется импульс механической системы….
- •Колебания и волны
- •Молекулярная физика и термодинамика
- •Электростатика
- •Электрический ток
- •2. Некоторые астрономические величны
Исследование свойств полупроводникового выпрямителя
Цель работы: ознакомиться с принципом работы полупроводникового диода и получить его вольтамперную характеристику.
Приборы: источник тока, полупроводник, потенциометр, два миллиамперметра, переключатель, провода.
Т е о р и я м е т о д а
По своим электрическим свойствам твердые тела разделяются на проводники, полупроводники и диэлектрики. Хорошая проводимость проводников обусловлена высокой концентрацией свободных электронов. В полупроводниках количество свободных электронов при обычных условиях ничтожно мало, но при внешних воздействиях значительно увеличивается. Проводимость полупроводников объясняется зонной теорией. Каждый электрон в атоме располагается на определенном энергетическом уровне и может иметь только определенное значение энергии. При образовании кристалла из отдельных атомов энергетические уровни электронов сближаются, образуя энергетическую зону. Зоны дозволенных значений энергии отделяются друг от друга зонами запрещенных значений энергии (рис. I)
Для полупроводников ширина запрещенных зон лежит в пределах 0,1-1,3 эВ. Первая зона целиком заполнена электронами. Вторая зона тоже заполнена, но более слабо связанными электронами, следующая зона может быть свободна от электронов. Она называется зоной проводимости.
Под влиянием внешнего поля электрон может перейти на более высокий энергетический уровень, т.е. в зону проводимости. Свободное место, оставшееся после ухода электрона, играет роль положительного заряда и называется "дыркой". Эта дырка заполняется очередным электроном, в результате появляется очередная дырка. Происходит встречное движение электронов и дырок, образующих собственную проводимость полупроводников. Полупроводниками являются кремний (Si), германий (Ge), мышьяк (As), селен (Se), теллур (Te) и другие.
Кроме полупроводников с собственной проводимостью, существуют примесные полупроводники. Наличие примесей меняет свойства полупроводников. Примесь, имеющая валентность на единицу больше, чем основной кристалл, отдает электроны. Они называются электронами-донорами. Если валентность примеси на единицу меньше валентности основного кристалла, то примеси присоединяют к себе электроны основного кристалла. Они называются акцепторами. Примеси вносят в запрещенную зону донорные и акцепторные уровни, в результате ширина запрещенной зоны уменьшается. Соответственно эти полупроводники называются донорными (n-типа) и акцепторными (р-типа) (рис.2).
рис .2 рис.3
Контакт между полупроводниками n-p типа создает одностороннюю проводимость. Такие полупроводники используются в качестве выпрямителей. В месте контакта двух полупроводников за счет диффузии электронов образуется внутренняя разность потенциалов, препятствующая дальнейшему движения электронов (рис.3).
Если к полупроводнику n - типа подать положительный потенциал, а к полупроводнику р-типа отрицательный потенциал, то свободные носители зарядов из объемов полупроводников будут уходить от контактного слоя. Приконтактный слой объединяется носителями зарядов и его сопротивление возрастает, а ток практически стремится к нулю. При изменении полярности приконтактный слой заполняется зарядами, а ток возрастает, т.е. контакт на границе двух полупроводников n-p -типа обладает выпрямляющим действием.
Вольт-амперная характеристика (зависимость силы тока от напряжения), полупроводникового диода показана на рис.4. По оси Х откладываем напряжение, по оси У силу тока.