Національний університет “Львівська політехніка” Інститут комп’ютерних наук та інформаційних технологій
Звіт Лабораторна робота №1 “ ЕКСПЕРЕМИНТАЛЬНЕ ВИЗНАЧЕННЯ ВАХ НАПІВПРОВІДНИКОВОГО ДІОДА ” Львів – 2004 Мета роботи: Експереминтальне визначення ВАХ напівпровідникового діода. Теоретичні відомості Напівпровідниковим діодом називається напівпровідниковий прилад з одним p-n-переходом і двома зовнішніми виводами-електродами. На рис.1 наведено позначення напівпровідникового діода на електричних схемах. P-n-перехід визначає властивості, технічні характеристики та параметри діода. Одна з областей p-n-переходу, яка має більшу концентрацію основних носіїв заряду ніж інша, називається емітером. Область, яка має меншу концентрацію основних носіїв, називається базою. Вольт-амперна характеристика (ВАХ) напівпровідникового діода (НП-діода) близька по формі до узагальненої ВАХ р-п-переходу. На рис. 2 наведено типову ВАХ НП-діода. На ВАХ НП-діода можна виділити такі характерні точки: т.1 - при прикладенні прямої напруги, більшої від напруги потенціального бар'єру,
, опір діода визначається лише об'ємним опором напівпровідникових областей (опором базової області і опором приконтактних ділянок); т.2 - т.3 - між точками 2 і 3 збільшується зворотній струм. Ця ділянка відповідає передпробійному стану діода; т.3 - в точці 3 відбувається електричний пробій р-п-переходу, що супроводжується різким збільшенням зворотнього струму; т.4 - в точці 4 електричний пробій переходить в тепловий пробій. По ВАХ НП-діода можна визначити основні параметри діода: постійний зворотній струм діода
де
- тепловий струм (струм насичення неосновних носіїв заряду),
- струм термогенерації,
- струм "утічки" при заданій зворотній напрузі; постійну зворотну напругу
- значення постійної напруги, прикладеної до діода у зворотньому напрямі; постійний прямий струм діода
- значення постійного струму через діод у прямому вмиканні; постійну пряму напругу
- значення постійної напруги на діоді при заданому значенні постійного прямого струму
. диференціальний опір в робочій точці:
Із зміною температури Т положення ВАХ -НП-діода змінюється (див. рис. 2). Граничними параметрами НП-діода є: допустима зворотня напруга
, де
- пробивна напруга р-п-переходу; максимально допустимий прямий струм
. Із збільшенням температури граничні параметри НП-діода знижуються. НП-діоди дуже поширені в електронних пристроях. Одним із прикладів застосування НП-діодів є випростувачі змінного струму. Хід роботи Для експериментального визначення прямої ділянки ВАХ збирають електричне коло, наведене на рис. 3. Рис. 3 Електричне коло для визначення прямої ділянки. Позначення на рисунку: mА - міліамперметр постійного струму; mV - мілівольтметр постійного струму; VD - досліджуваний НП-діод. Потенціометром R2 змінюють значення прямої напруги
, яке вимірюють мілівольтметром mV. Значення прямого струму при цьому вимірюють міліамперметром mА. Результати експерименту заносять у таблицю 1. Для експериментального визначення оберненої ділянки ВАХ збирають електричне коло, наведене на рис. 4.
Рис. 4 Електричне коло для визначення оберненої ділянки ВАХ. Позначення на рисунку: mА - мікроамперметр постійного струму; V - вольтметр постійного струму; VD - досліджуваний НП-діод. Потенціометром R2 змінюють значення зворотної напруги U3B, яке вимірюють вольтметром V. Значення зворотнього струму вимірюють мікроамперметром mА. Результати експерименту заносять у таблицю 2. За результатами таблиць 1 і 2 рисують ВАХ НП-діода, по якій визначають основні його параметри:
. Результати
, В 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5  
, mA 0 0,1 0,3 0,7 1,4 2,4 4,1 6,5 10  
, В 1 2 4 6 8 10  
, μA 2,49 2,76 3,19 3,59 3,90 4,14   Висновок: У даній лабораторній роботі я експереминтально визначив вольт-амперну характеристику (ВАХ) напівпровідниковго діода.