МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» ІКТА кафедра БІТ
З В І Т до лабораторної роботи №1 з курсу: «Електроніка та мікросхемотехніка, частина 1» на тему: «Дослідження напівпровідникових діодів» Львів – 2013 МЕТА РОБОТИ Ознайомлення з основними параметрами і характеристиками напівпровідникових випрямних діодів КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Напівпровідниковим діодом називають електроперетворювальний напівпровідниковий прилад з одним або декількома pn-переходами і двома висновками.           Структура напівпровідникового діода з електронно-дірковий переходом та його умовне графічне позначення наведено на рис. 1, а, б.
                                а б                                                                  Рис. 1          Літерами p і n позначені шари напівпровідника з провідністю відповідно p-типу і n-типу. Зазвичай концентрації основних носіїв заряду (дірок в шарі p і електронів в шарі n) сильно розрізняються. Одна з областей pn-структури, звана емітером, має велику концентрацію основних носіїв заряду, ніж інша область, звана базою.          В залежності від основного призначення і виду використовуваного явища в pn-переході розрізняють шість основних функціональних типів електроперетворюючих напівпровідникових діодів: випрямні, високочастотні, імпульсні, тунельні, стабілітрони, варикапи. Кожен тип діода містить ряд типономіналів, регламентованих відповідним стандартом. На рис. 2 представлені структури планарно-епітаксійного (а) і сплавного (б) діодів. База і емітер утворюють омічні переходи (контакт) з електродами. До електродів приєднані металеві висновки, за допомогою яких діод включається в ланцюг.
                              а б                                                               Рис. 2          Основною характеристикою напівпровідникових діодів служить вольт-амперна характеристика. На відміну від характеристики ідеального pn-переходу (пунктирна крива на рис. 3, а), характеристика реального діода (суцільна крива на рис. 3, а) в області прямих напруг U розташовується трохи нижче через падіння частини прикладеної напруги на об'ємному опорі бази діода r.         Рівняння вольт-амперної характеристики має вигляд:                                              де U - напруга на pn-переході; I0-зворотний (або тепловий) струм, - температурний потенціал електрона.
                               а б                                                                 Рис. 3 В області зворотних напруг можна знехтувати падінням напруги в об'ємі напівпровідника. При досягненні зворотною напругою певного критичного значення струм діода починає різко зростати. Це явище називають пробоєм діода.          Розрізняють два основних види пробою електронно-діркового переходу: електричний і тепловий. В обох випадках різке зростання струму пов'язаний зі збільшенням числа носіїв заряду в переході. Електричний пробій буває двох видів - лавинний і тунельний. Вихідні дані до розрахунку випрямний діод Д223А,
макс=50мA,
=1мкA (
=20
). ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 1. Розрахувати вольт-амперну характеристику (ВАХ) випрямного діода I = f (U) при температурі навколишнього середовища +200 С і +400 С в діапазоні U = 0 ... 300мВ (не менше 5 точок). Струм діода при прямій напрузі U:

,
,
, де
- зворотний струм діода,                                          
- Температурний потенціал електрона,                                           k - постійна Больцмана,                                           q - заряд електрона. Обчислення: T=273+20=293K;
=
=0.0252;
=

=0.273 B;
=0.000001*(
-1)=0.047 A; 2. Визначити диференціальний опір і опір діода постійному струму на початку лінійної ділянки ВАХ при темпе...