Лабораторная работа
Исследование полупроводниковых диодов
Категория: | Лабораторная работа |
Дисциплина: | Электроника |
Город: | Беларусь, Минск |
Учебное заведение: | БНТУ, ФИТР |
Стоимость работы: | 5 руб. |
Оценка: | 10 |
Объем страниц: | 7 |
Год сдачи: | 2022 |
Дата публикации: | 24.01.2022 |
Фрагменты для ознакомления
Лабораторная работа
Исследование полупроводниковых диодов
Цель работы:
Изучить строение диода, принципы его работы и основные его виды, исследовать ВАХ различных типов диодов для лучшего понимания их работы и сфер их применения.
Теоретическая часть:
Полупроводниковым диодом называют электро преобразовательный полупроводниковый прибор с одним или несколькими p-n-переходами и двумя выводами.
Структура полупроводникового диода с электронно-дырочным переходом и его условное графическое обозначение приведены на рис. 1

Рис.1
Буквами p и n обозначены слои полупроводника с проводимостями соответственно p-типа и n-типа. Обычно концентрации основных носителей заряда (дырок в слое p и электронов в слое n) сильно различаются. Одна из областей p-n-структуры, называемая эмиттером, имеет большую концентрацию основных носителей заряда, чем другая область, называемая базой.
В зависимости от основного назначения и вида используемого явления в p-n-переходе различают шесть основных функциональных типов электро преобразовательных полупроводниковых диодов: выпрямительные, высокочастотные, импульсные, туннельные, стабилитроны, варикапы.
Основной характеристикой полупроводниковых диодов служит вольт амперная характеристика. В отличие от характеристики идеального p-n-перехода характеристика реального диода в области прямых напряжений U располагается несколько ниже из-за падения части приложенного напряжения на объёмном сопротивлении базы диода r.
Уравнение вольт амперной характеристики имеет вид:

где U - напряжение на p-n-переходе; I0 -обратный (или тепловой) ток,

- температурный потенциал электрона. (рис.2)

Рис.2
В области обратных напряжений можно пренебречь падением напряжения в объёме полупроводника. При достижении обратным напряжением определённого критического значения ток диода начинает резко возрастать. Это явление называют пробоем диода.
Полупроводниковые диоды отличаются друг от друга материалом полупроводника. Наиболее часто в них используют германий или кремний. При повышении температуры абсолютная величина изменения обратного тока в кремниевом диоде значительно меньше, чем в германиевом. (рис.3)

Практическая часть:
Были рассмотрены следующие диоды:
- Кремниевый диод Д246 (на стенде );
- Германиевый диод Д303 (на стенде );
- Диод Шоттки N58SR360 (на стенде );
- Арсенид-галлиевый излучающий диод.
ПРЯМОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ

ОБРАТНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ

Прямое включение | |||
Isi, мкА |
Usi, В |
Ige, мкА |
Uge, мВ |
8 | 0,25 | 6 | 3,60 |
22 | 0,33 | 18 | 13,22 |
32 | 0,34 | 29 | 18,77 |
Iш, мА |
Uш, В |
Ias-ga, мкА |
Uas-ga, мВ |
0,3 | 0,09 | 14 | 1,22 |
0,6 | 0,1 | 34 | 1,3 |
1,2 | 0,12 | 46 | 1,32 |
Вывод:
В лабораторной работе “Исследование полупроводниковых диодов” было исследовано строение и ВАХ четырех диодов (кремниевый диод, германиевый диод, диод Шоттки, арсенид-галлиевый диод).
По результатам измерений видно, что у арсенид- галлиевого диода самое большое падение напряжения из всех представленных при прямом включении, у диода Шоттки - наименьшее падение напряжения при прямом включении. Наибольший обратный ток наблюдается у германиевого диода, в то время как у кремниевого диода обратный ток наименьший из всех.