6 Контрольні питання

1. Перелічіть основні параметри стабілітрона.

2. За яким явищем працюють стабілітрони?

3. Як можна збільшити напругу стабілізації, маючи один тип стабілітронів?

4. Як можна зменшити напругу стабілізації схемним шляхом?

5. В чому полягають відмінності стабісторів при застосуванні?

7 Зміст звіту

1. Найменування, мета роботи та обладнання

2. Схема дослідження

3. Результати дослідної частини: таблиця та ВАХ.

4. Розрахунки основних параметрів.

5. Висновки з аналізом отриманих результатів

6. Відповіді на контрольні запитання

Література

1 Васильєва Л.Д, Медведенко Б.І., Якименко Ю.І. Напівпровідникові прилади.–К.:ІВЦ Політехніка, 2003. – с.90-95.

2 Колонтаєвський Ю.П., Сосков А.Г. Електроніка і мікросхемотехніка.-К.:Каравела,2009.- с.25-26

Лабораторна робота № 2 Дослідження імпульсного діода

1 Мета роботи: дослідження властивостей імпульсного діода, фізичних процесів його роботи, тривалості життя неосновних носіїв заряду за перехідною характеристикою імпульсного діода

2 Обладнання: ПЕОМ, діод 1N4001, програма Electronics Workbench

3 Схема дослідження

Рисунок 1 – Схема дослідження імпульсного діода

В якості джерела прямого зміщення p-n переходу використовується джерело постійної напруги 15 В, в якості джерела зворотного зміщення – генератор прямокутних імпульсів. Перехідний процес при перемиканні діода можна спостерігати на осцилографі, підключеному до навантаження.

4 Основні теоретичні положення

Імпульсні діоди - це напівпровідникові діоди, що мають малу тривалість перехідних процесів в імпульсних режимах роботи, і використовуються як ключі в швидкодійних імпульсних та цифрових схемах з часом перемикання 1 мкс і менше.

Характерними особливостями імпульсних діодів є мала площа електричного переходу та мала тривалість життя нерівноважних носіїв заряду в базі діода.

Тривалість життя носіїв τ – це середній час існування носіїв заряду в напівпровіднику між їх генерацією і рекомбінацією. Зазвичай її визначають за тривалістю розосередження заряду у p-n- переході імпульсного діода.

Рисунок 2 – Перехідна характеристика імпульсного діода

Під впливом вхідного позитивного імпульсу через діод тече прямий струм Іпр, величина якого визначається амплітудою імпульсу, опором навантаження і опором відкритого діода.

Якщо на відкритий діод подати зворотну напругу, то діод закривається не миттєво (рис.2). Спочатку різко збільшується зворотний струм І₁ через діод (t₀-t₁) і тільки поступово, через деякий час він зменшується і досягає сталого значення І_зв, що визначається тільки струмом насичення.

Це явище пов’язано із особливостями p-n переходу, який у відкритому стані має ефект накопичення - під час протікання прямого струму через p-n перехід здійснюється інжекція носіїв, в результаті поблизу переходу створюється концентрація неосновних нерівноважних носіїв, яка в багато разів перевищує їх же концентрацію в області p-n переходу.

При цьому чим більше прямий струм Іпр, тим більша концентрація неосновних носіїв, тим більше зворотний струм Ізв.

Так як час життя нерівноважних носіїв обмежений, тому їх концентрація поступово зменшується як за рахунок рекомбінації, так і за рахунок уходу через р-n перехід. Тому через деякий час tв нерівноважні неосновні носії зникають і зворотний струм відновлюється до сталого значення.

Час t_в= t₁+ t₂, за який зворотний струм після переключення зменшується до сталого значення І_зв , називається часом відновлення зворотного опору діода:

t_в= t₁+ t_2,

де t₁ – час розосередження, за який концентрація неосновних носіїв заряду на межі р-n-переходу досягає нуля;

t₂ – час розряду дифузійної ємності, що визначається розосередженням неосновних зарядів в області бази діода.

Час розосередження t₁ неосновних носіїв заряду на межі p-n-переходу залежить від тривалості життя носіїв і від співвідношень прямого та зворотного струму.

Для площинних діодів цей час визначається за формулами:

- при І₁ / І_пр >1 ;

- при І₁ / І_пр <0,2 ;

- при І₁ / І_пр =1 .

Накопичення нерівноважних носіїв заряду в приконтактних областях p-n-переходу пов'язано із зарядженням дифузійної ємності, а розосередження нерівноважного заряду відповідає розрядженню цієї ємності (за час t₂). Отже, чим менше С_диф , тим швидче протікають перехідні процеси у діоді, тим менше t_в.

Для зменшення С_диф зменшують тривалість життя носіїв τ. Це досягається збільшенням питомої провідності області бази, а також легуванням напівпровідника золотом або міддю.