Отчет по лабораторной работе Исследование свойств p n

• Название: Отчет по лабораторной работе Исследование свойств p n
• Дата: 26.10.2022
• Размер: 126.5 Kb.
• Имя файла: p-n-perekhod.doc
• Тип: Отчет; #756281

ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра физики

Отчет по лабораторной работе
«Исследование свойств «p-n»-перехода»

Выполнил: студент учебной группы

Проверил: профессор Гайнутдинов О.И.

Тамбов-2011

Задание
1. Исследовать основные свойства «p-n»-перехода:

а) получить и проанализировать вольтамперную характеристику полупроводникового диода;

б) оценить основные характеристики «p-n»-перехода.

2. Рассчитать постоянную Больцмана и сравнить ее со справочным значением.

Приборы и принадлежности
Полупроводниковый диод, источник питания, вольтметр, миллиамперметр, микроамперметр, термометр.
Общие сведения
Основным элементом полупроводниковых приборов является «p-n»-переход, который представляет собой тонкий слой на границе раздела двух полупроводников различного типа электропроводности.

Вольтамперная характеристика «p-n»-перехода (ВАХ) имеет вид, показанный на рис.1. Прямая ветвь ВАХ соответствует подаче на выводы полупроводникового диода положительного напряжения; обратная – отрицательного.

Вольтамперная характеристика «p-n»-перехода описывается выражением

, (1)

где e – элементарный заряд, k – постоянная Больцмана, – внешнее напряжение, приложенное к «p-n»-переходу. Знак «+» соответствует прямому включению, а «» − обратному. Значение силы обратного тока через «p-n»-переход при больших напряжениях называют силой тока насыщения . Касательная, проведенная к прямой ветви ВАХ, отсекает на оси отрезок, равный , численное значение которого равно контактной разности потенциалов «p-n»-перехода (рис.1).




Рис. 1

Экспериментальная установка
Схема экспериментальной установки для исследования свойств «p-n»-перехода представлена на рис. 2.



Рис.2

Исследуемый полупроводниковый диод включен так, что переключателем можно изменять полярность напряжения, подаваемого на его выводы. Положение 1 переключателя соответствует прямому включению диода, 2 – обратному включению.
Расчетные формулы
1. Угловой коэффициент зависимости значений ln (I/I +1) от напряжения U определяется как тангенс ее угла наклона к оси абсцисс:
.
2. Постоянная Больцмана рассчитывается по формуле

.

Результаты эксперимента и расчеты
1. Зависимость силы тока I от прямого напряжения U представлена в таблице 1.

Таблица 1

№ п/п	U, мВ	I, мА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.

2. Зависимость силы тока I от обратного напряжения U представлена в таблице 2.

Таблица 2

№ п/п	U, мВ	I, мкА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.

3. По данным таблиц 1 и 2 строим вольтамперные характеристики полупроводникового диода для прямого напряжения (рис.3) и обратного напряжения – (рис.4).

Рис.4
4. Определяем с помощью построенных характеристик контактную разность потенциалов «p-n»-перехода:
,
а также силу обратного тока насыщения :
= .
5. Рассчитываем значения величины ln (I/I +1):

Таблица 3

I, мА
U, мB
ln (I/I +1)

6. Эту линеаризованную зависимость представляем на рис.5.


Рис.5
7. Определяем угловой коэффициент полученной зависимости:
= В .
8. Рассчитываем постоянную Больцмана:

= Дж/К.