Отчет по лабораторной работе 1 Исследование характеристик и параметров полупроводниковых диодов
 Скачать 0.63 Mb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации ФГАОУ ВО «Уральский Федеральный Университет имени первого президента России Б.Н.Ельцина» Институт радиоэлектроники и информационных технологий – РТФ Департамент радиоэлектроники и связи. Отчет по лабораторной работе №1 «Исследование характеристик и параметров полупроводниковых диодов»
Екатеринбург 2022 ЦельОзнакомиться с физическими основами работы электронно-дырочных переходов, приобрести навыки экспериментального исследования полупроводниковых приборов, исследовать влияние материала полупроводника и температуры окружающей среды на характеристики и параметры полупроводниковых диодов. Типовые параметры исследуемых диодов
Таблица 1. Типовые параметры Схемы для экспериментальных исследованийСхема измерений для снятия прямой ветви ВАХ полупроводникового диода (рис.1):  Рис.1. Схема лабораторной установки для снятия прямой ветви ВАХ полупроводникового диода Схема для снятия обратной ветви вольтамперной характеристики электронно-дырочного перехода (рис.2):  Рис.2. Схема лабораторной установки для снятия обратной ветви ВАХ полупроводникового диода Таблицы экспериментальных данныхГерманиевый полупроводниковый диод Экспериментальные данные при снятии прямой ветви ВАХ:
Таблица 2. Экспериментальные данные при снятии прямой ветви ВАХ германиевого диода Экспериментальные данные для снятия обратной ветви ВАХ:
Таблица 3. Экспериментальные данные при снятии обратной ветви ВАХ германиевого диода Кремниевый полупроводниковый диод Экспериментальные данные при снятии прямой ветви ВАХ:
Таблица 4. Экспериментальные данные при снятии прямой ветви ВАХ кремниевого диода Экспериментальные данные при снятии обратной ветви ВАХ:
Таблица 5. Экспериментальные данные при снятии обратной ветви ВАХ кремниевого диода Обратный ток кремниевого p-n перехода примерно на три-четыре порядка меньше обратного тока германиевого перехода. Поэтому ток  в кремниевом p-n переходе пренебрежимо мал, а ток термогенерации невелик из-за малого объема p-n, ток утечки при современной технологии изготовления p-n перехода имеет незначительную величину. Отсюда в целом обратной ток кремниевого p-n перехода имеет небольшое значение, которое невозможно измерить прибором.Графики вольтамперных характеристик исследуемых диодов при комнатной и повышенной температурахГерманиевый полупроводниковый диод График вольтамперной характеристики прямой ветви:  Рис.3. График ВАХ для прямой ветви германиевого диода График 1 – при T1=294,15K; График 2 - при T2=323,15K График вольтамперной характеристики обратной ветви:  Рис.4. График ВАХ для обратной ветви германиевого диода График 1 – при T1=294,15K; График 2 - при T2=323,15K Кремниевый полупроводниковый диод График вольтамперной характеристики прямой ветви:  Рис.5. График ВАХ для прямой верви кремниевого диода График 1 – при T1=294,15K; График 2 - при T2=343,15K График вольтамперной характеристики обратной ветви невозможно нарисовать, так как ток пренебрежимо мал. График теоретической ВАХ германиевого диодаГрафик теоретической ВАХ:  Рис.6. График теоретической ВАХ германиевого диода Расчёт параметров исследованных диодовЭкспериментальные данные:
Таблица 6. Экспериментальные данные Дифференциальное сопротивление: Д7Ж Д226А       Сопротивление прямому току:       Сопротивление обратному току:  , при T=294,15K  , при T=323,15KДифференциальное сопротивление теоретической ВАХ:  , при Т=300К и   =0,25 =0,5 =2,5Уравнение ВАХ:         Температурные коэффициенты:  , при   Д7Ж Д226А    Сводная таблица
Анализ полученных результатовОбратный ток кремниевого p-n перехода примерно на три-четыре порядка меньше обратного тока германиевого перехода. Объясняется это тем, что ширина запрещенной зоны у кремния больше, чем у германия, а концентрация неосновных носителей заряда оказывается на шесть порядков ниже. Поэтому ток в кремниевом p-n переходе пренебрежимо мал, а ток термогенерации невелик из-за малого объема p-n, ток утечки при современной технологии изготовления p-n перехода имеет незначительную величину. Отсюда в целом обратной ток кремниевого p-n перехода имеет небольшое значение, которое невозможно измерить прибором.В ходе лабораторной работы можно заметить, что с ростом температуры при неизменном напряжении растет ток через диод. Так как диоды изготовлены из различных материалов, то и вольтамперная характеристика различна. Например, кремний имеет большую запрещенную зону, чем германий, поэтому необходимо приложение большего напряжения. Можно заметить, что сопротивление диода в прямом направлении тока мало, а в обратном направлении ток через диод во много раз меньше, то есть сопротивление при обратном направлении велико. Это характеризует диод, как полупроводниковый, обладающий односторонней проводимостью . | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
294,15K
323,15K для Д7Ж
300
