Дослідження напівпровідникових діодів. Звіт до лабораторної роботи з Електроніка та мікросхемотехніка. Робота № 526254

Дослідження напівпровідникових діодів

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

ІКТА

Факультет:

ЗІ

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2014

Тип роботи:

Звіт до лабораторної роботи

Предмет:

Електроніка та мікросхемотехніка

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

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 температурі навколишнього середовища +200 С і +400 С відповідно. , . ==147.7 ==5.8 Oм. 3.Експериментальна частина: а б Рис.7 Пряма вітка UVD1 [B] 0,1 0,2 0,4 0,6 0,75 IVD1 [mA] 0 0 0 5 20 Обернена вітка UVD1 [B] -5 -20 -40 -50 -60 IVD1 [mA] 0 0,4 1 1,2 1,8 Таблица 2 Пряма вітка UVD2 [B] 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 IVD2 [mA] 0 2 5 9 15 Обернена вітка UVD2 [B] -2 -5 -10 -15 -20 IVD2 [mA] 6 8 10 13 19 Висновок: Робота напівпровідникового випрямного діода ґрунтується на властивості p-n–переходу пропускати струм тільки в одному напрямку. Ці діоди застосовують у випрямних пристроях для живлення різної апаратури. Іноді їх називають силовими діодами. Вони поділяються на діоди малої, середньої і великої потужності, що відповідає граничним значенням випрямленого струму до 300 мА, від 300 мА до 10 А і вище за 10 А відповідно. Основні стандартизовані параметри випрямних діодів: середній прямий струм Іпр.ср – середнє за період значення прямого струму; максимально допустимий середній прямий струм Іпр.ср.мах; середній випрямлений струм Івп.ср – середнє за період значення випрямленого струму, що протікає через діод (з урахуванням зворотного струму); максимально допустимий середній випрямлений струм Івп.ср.мах; постійна пряма напруга Uпр – значення постійної напруги на діоді за заданого постійного прямого струму; середня пряма напруга Uпр.ср – середнє за період значення прямої напруги за заданого середнього значення прямого струму; постійна зворотна напруга Uзв – значення постійної напруги, прикладеної до діода у зворотному напрямку; максимально допустима постійна зворотна напруга Uзв.мах; максимально допустима імпульсна зворотна напруга Uзв.і.мах; постійний зворотний струм Ізв – значення постійного струму, що протікає через діод у зворотному напрямку за заданої зворотної напруги; середній зворотний струм Ізв.ср – середнє за період значення зворотного струму.

Звіт до лабораторної роботи Електроніка та мікросхемотехніка

telipalo

31.05.2014 15:17

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись