Порядок виконання роботи

1. З ібрати схему (рис. 6 ).

2. Визначити залежність сили струму від напруги в пропускному напрямку

3. Визначити залежність сили струму від напруги в зворотному напрямку (див. рис.6, схема 2). При цьому полюс джерела з'єднується з від'ємним полюсом діода.

4. Побудувати вольтамперну характеристику переходу.

При побудові графіка необхідно брати різні масштаби для струмів і , тому що останні дуже відрізняються .

5. Розрахувати величину опору і коефіцієнт випрямлення за отриманими даними.

Контрольні питання

1. Які речовини називають напівпровідниками?

2. Що є носіями струму в напівпровідниках?

3. Які утворюються енергетичні зони напівпровідника?

4. Що називають зоною провідності напівпровідника?

5. Що називають забороненою зоною напівпровідника?

6. В чому полягає принцип Паулі?

7. Що таке напівпровідник n- типу?

8. Що таке напівпровідник p- типу?

Лабораторна робота № 69 Вивчення внутрішнього фотоефекту

Прилади та обладнання Лампи потужністю 25 Вт, фоторезистор (типу ФР - 765), міліамперметр постійного струму на 10 мА, вольтметр постійного струму на 50 В.

Теоретичні дані

Явище фотопровідності в зміні провідності напівпровідника під дією випромінювання. В основі фотопровідності є внутрішній фотоелектричний ефект - перехід електронів із зв'язаних станів у вільні при поглинанні квантів випромінювання.

П ояснення ефекту провідності можливе при використанні зонної діаграми напівпровідника. Енергетичні рівні валентних електронів в напівпровіднику утворюють валентну зону (рис. 1), яка при повністю заповнена електронами. Зона провідності відділена від валентної зони енергетичним відрізком, який називають забороненою зоною.

Ширина забороненої зони рівна тій мінімальній енергії, яка затрачується на розрив валентного зв'язку, і являється одним із основних параметрів напівпровідника.

Розрив валентного зв'язку і утворення вільних електронів і дірок означає перехід електрона із валентної зони в зону провідності. Якщо енергія фотона , електронно-діркові пари в напівпровіднику не утворюються. Якщо ж енергія фотона - утворюються. При збільшенні числа фотонів з енергією число електронно-діркових пар збільшується. Процес утворення вільних носіїв зарядів під дією світла називають їх генерацією. В результаті генерації провідність напівпровідників збільшується. Крім генерації вільних носіїв, має місце і зворотній процес - їх зниження (рекомбінація). На початку освітлення, доки надлишкових носіїв небагато, рекомбінація мала і з збільшенням електронно-діркових пар вона зростає. Через деякий час після початку освітлення встановлюється стаціонарна провідність. Речовини, які виявляють фотопровідність, тобто внутрішній фотоефект, називаються фоторезисторами.

Типовими фоторезисторами є більшість напівпровідників. Фоторезистори мають значно більшу чутливість, ніж фотоелементи з зовнішнім фотоефектом. Вона може досягати кількох тисяч мікроампер на люмен. Основними характеристиками фоторезистора є електрична вольта-амперна характеристика (ВАХ) та світова люкс-амперна характеристика, тобто залежність сили струму від освітленості фоторезистора.

Рис. 2