Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Дослідження напівпровідникових діодів
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
ІКТА
Факультет:
ЗІ
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2013
Тип роботи:
Звіт до лабораторної роботи
Предмет:
Електроніка та мікросхемотехніка
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.
31.05.2014 15:05-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора