МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА«
ЗНЯТТЯ ВОЛЬТАМПЕРНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАПІВПРОВІДНИКОВОГО ДІОДА Методичні вказівки до лабораторної роботи №9 з курсу “Електротехніка електроніка та мікропроцесорна техніка" для студентів спеціальностей: 7.090207 "Робототехнiчнi системи та комплекси", 7.090223 "Машини та технологія пакування", 7.090222 "Обладнання легкої промисловості та побутового обслуговування" Затверджено на засіданні кафедри автоматизації та комплексної механізації машинобудівної промисловості Протокол № 6 від 29.03.2001р. Львів - 2001 Зняття вольт-амперної характеристики напівпровідникового діода. Методичні вказівки та інструкція до лабораторної роботи з курсу “Електротехніка електроніка та мікропроцесорна техніка" для студентів спеціальностей: 7.090207 "Робототехнiчнi системи та комплекси", 7.090223 "Машини та технологія пакування", 7.090222 "Обладнання легкої промисловості та побутового обслуговування"/Укл. Зелінський І.Д., Таянов С.А. - Львів: Національний університет "Львівська політехніка", 2001. -12с. Укладачі:  к.т.н., доцент каф. АКМ Зелінський І.Д., к.т.н., доцент каф. АКМ Таянов С.А.   Відповідальний за випуск: зав. каф. АКМ доцент, к.т.н. Гаврильченко О.В. Рецензенти: к.т.н., доцент каф. АКМ Савчин О.М. д.т.н., доцент каф. "Телекомунікації" Тимченко О.В. ЗНЯТТЯ ВОЛЬТАМПЕРНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАПІВПРОВІДНИКОВОГО ДІОДА Мета роботи: вивчення властивостей площинних напівпровідникових діодів шляхом практичного зняття і дослідження їх вольт-амперних характеристик. І. ПОПЕРЕДНЯ ПІДГОТОВКА ДО РОБОТИ Теоретичні відомості 1.1. Напівпровідниковий p-n- перехід Напівпровідниковим p-n- переходом називають тонкий шар, що утвориться в місці контакту двох областей напівпровідників акцепторного і донорного типів (див. рис. 1). Обидві області напівпровідника, зображені на малюнку, електрично нейтральні, оскільки як сам матеріал напівпровідника, так і домішки електрично нейтральні. Відмінності цих областей - у тім, що в лівій основними носіями заряду є дірки, а в правій - електрони.
Рис. 1. Розподіл зарядів в області p-n- переходу У результаті теплового хаотичного руху одна з дірок з лівої області p  типу може потрапити в праву область n  типу, де швидко рекомбінується з одним з електронів. У результаті цього в правій області з'явиться надлишковий позитивний заряд, а в лівій області - надлишковий негативний заряд (див. рис. 1). Аналогічно, у результаті теплового руху один з електронів з лівої області може потрапити в праву, де швидко рекомбінується з однієї з дірок. У результаті цього в правій області також з'явиться надлишковий позитивний заряд, а в лівій області - надлишковий негативний заряд. Поява цих зарядів приведе до появи електричного поля
на границі областей напівпровідника. Це поле буде відштовхувати дірки p  області від границі розділу напівпровідників, а електрони n  області - вправо від цієї границі. З електричним полем
можна зв'язати потенційну енергію дірки й електрона в областях (див. рис. 1). Виходить, що дірка для переходу з p  області в n  область повинна "забратися" на потенційний поріг висоти
. На аналогічний поріг повинний "забратися" електрон для переходу з n  області в p  область. Імовірність такого проходу пропорційна множнику Больцмана:
. (1)   Розглянуті переходи основних носіїв сформують густину струму основних носіїв через pn  перехід:
. (2)   У стані рівноваги цей струм буде компенсуватися струмом неосновних носіїв, формованим неосновними носіями - дірками n  області й електронами p  області. Однак цих носіїв дуже мало, і струм неосновних носіїв лімітується саме їхнім числом, хоча поле
"сприяє" цьому струму (див. рис. 1). Якщо до pn  переходу прикласти зовнішню різницю потенціалів
, як це показано на рис. 2 (а) (це - так зване пряме включення pn  переходу), то зовнішнє поле
зменшить існуюче в кристалі поле
, і висота порогів на рис. 2 зменшиться, тоді струм основних носіїв зросте відповідно до формули:...