3. Обработка результатов измерений

1. По результатам измерений построить график ВАХ ТД.

2. Найти из графика ВАХ значения и и вычислить вели-чины и по формулам:

(19)

Сравнить полученные значения этих величин с их теоретичес-ким значением, вычисленным по формулам (11) и (14).

3. Найти из графика ВАХ значение и сравнить полученное зна-чение с теоретическим значением, вычисленным по формуле (18).

4. Исходя из формулы (18) вычислить полученное в опыте значение – вероятности туннелирования через переход и сравнить с её теоретическим значением.

Контрольные вопросы

1. В чем состоит физическое явление, называемое туннельным эффектом?

2. В каких физических явлениях имеет место туннельный эф-фект?

3. В каких технических устройствах или приборах используется туннельный эффект?

4. Что такое собственный полупроводник?

5. Что такое примесный полупроводник?

6. Как можно получить полупроводник n–типа? р–типа?

7. Каков физический смысл функции, называемой «плотность энергетических состояний»?

8. Каков физический смысл функции, называемой «функция распределения энергии электронов»?

9. Что такое уровень Ферми? Функция распределения Ферми-Ди-рака?

10. Как расположен уровень Ферми в собственных полупровод-никах?

11. Как расположен уровень Ферми в примесных полупровод-никах n–типа, р–типа?

12. Что такое вырожденный полупроводник?

13. Как расположен уровень Ферми в вырожденных полупро-водниках n–типа, р–типа?

14. Как появляется туннельный ток в туннельных диодах? Су-ществует ли туннельный ток в диодах?

15. Как объясняется появление падающей ветви вольт-амперной характеристике туннельного диода?

16. Для измерения тока диода последовательно с диодом необ-ходимо включить миллиамперметр. Какое может быть максималь-ное внутреннее сопротивление миллиамперметра, чтобы можно было измерить всю вольт–амперную характеристику диода (ВАХ), включая падающую часть, если используется туннельных диод с ВАХ, приведенной на рис.5?

17. Какой вид будет иметь ВАХ диода, если сопротивление в цепи диода будет превышать его дифференциальное сопротивле-ние на падающей ветви ВАХ?

18. Какими параметрами определяется максимально возможное значение скачка напряжения на туннельном диоде при увеличении напряжения от нуля?

19. Какими параметрами определяется максимально возможное значение скачка напряжения на туннельном диоде при умень-шении напряжения?

20. Для снятия ВАХ ТД на него надо подать напряжение от ис-точника питания. Какое наибольшее значение внутреннего сопро-тивления может быть у источника питания, чтобы можно было измерить всю вольт–амперную характеристику ТД, включая пада-ющую часть, если используется туннельных диод с ВАХ, приве-денной на рис.5?

21. При измерении ВАХ вышел из строя миллиамперметр и его заменили другим, внутреннее сопротивление которого оказалось в два раза больше. Как изменится ВАХ ТД?

22. На рис.7а и 7б приведены две различные схемы для изме-рения вольт–амперной характеристике (ВАХ) диода в прямом на-правлении. Напряжение источника питания (ИП) можно плавно из-менять. Схемы различаются способом подключением вольтметра. Какую из схем следует применить для измерения ВАХ диода в прямом направлении?

23. Из-за чего проявляется ошибка при измерении вольт–ампер-ной характеристики диода в прямом направлении при использо-вании схемы, изображенной на рис.7а?

24. Из-за чего появляется ошибка при измерении вольт–ампер-ной характеристики диода в прямом направлении при использо-вании схемы, изображенной на рис.7б?

25. В схемах на рис.7а,7б приборы и диод имеют следующие па-раметры: внутреннее сопротивление миллиамперметра = 20 Ом, внутреннее сопротивление вольтметра= 1 МОм. Показания вольтметраV= 0,5 В при показании миллиамперметра I= 100 мА. Найти относительную ошибку (ΔV/V) измерения напряжения на диоде по схеме 7а, если в качестве напряжения на диоде взять по-казания вольтметра.

26. Используя значения параметров схемы в предыдущем воп-росе, найти относительную ошибку (ΔI/I) измерения тока по схеме на рис.7б, если в качестве тока диода взять показания милли-амперметра. Действительно ли с такой точностью измеряется ток в этой лабораторной работе?

27. При подключении туннельного диода в схеме, изображен-ной на рис.6, перепутали полярность электродов и подключили туннельный диод в обратном направлении. Можно ли по виду ВАХ в обратном направлении отличить туннельный диод от обычного диода?

28. Каким будет ВАХ туннельного диода и обычного диода при температуре 0°К?

29. Какие элементы надо добавить к схеме на рис.5а, чтобы по-лучить генератор переменного тока? Нарисуйте схему генератора на туннельном диоде.

30. Какая может быть максимальная амплитуда колебаний гене-ратора на туннельном диоде, чтобы генерируемый сигнал имел ми-нимальные амплитуды искажения? (Для ответа на вопрос исполь-зуйте измеренную вами ВАХ).