Снятие вольт-амперных характеристик диода.

Исследование свойств полупроводниковых диодов

Цель: изучить работу полупроводникового диода, практически снять и проанализировать вольт-амперные характеристики германиевого или кремниевого диодов. Определить основные параметры диода.

Оборудование

1. Лабораторный макет 87Л-01.

2. Радиодетали и соединительные проводники.

 

Порядок выполнения

1. Ознакомиться со схемой испытания и измерительными приборами, определить цену деления;

2. Записать паспортные данные исследуемых диодов. Следует иметь в виду. Что нельзя на диоде превышать максимального обратного напряжения и прямого тока;

3. На лабораторном макете собрать схему измерения;

4. Включить макет;

5. Произвести измерения и записать полученные данные в соответствующие таблицы.

 

Прямое включение. Обратное включение

Рис. 1. Схема снятия вольт-амперных характеристик диода.

 

Прямое включение.

Uпр, мВ	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0.8
Iпр, мА	0,2	0,5	0,8	1,1	1,7	2,8	3,1

 

Обратное включение.

Uобр, В
Iобр, мкА

 

 

6. Построить графики на листках миллиметровой бумаги и подклеить к отчёту.

7. Произвести расчёт дифференциального сопротивления R_{пр ст}, R_{пр диф} и R_{обр ст} , R_{обр диф} для двух точек на прямой и двух точек на обратной ветвях.

8. Дать заключение.

Заключение

.

.

.

.

.

 

Методические рекомендации

По выполнению лабораторной работы №1

Снятие вольт-амперных характеристик диода.

Схема собирается на макете с помощью проводников с вилками. Подключать и отключать провода можно только при выключенном питании (тумблер «Сеть») и только держась за вилки. В качестве источника ГТ используется регулируемый источник тока ГТ, обеспечивающий максимальную величину тока 10мА. Проконтролировать ток можно по прибору блока «ЧМ ИВ». Для измерения прямого тока используется прибор АВМ1, а для измерения напряжения АВМ2. При снятии обратной ветви ВАХ в качестве источника питания используется генератор напряжения ГН3. Он обеспечивает изменение напряжения от 0 до 100В. В этом случае в качестве микроамперметра используется АВМ2.

При снятии прямой ветви для германиевых диодов использовать следующие установки U_пр: 0,1; 0,15; 0,2; 0,3; 0,5В, а для кремниевых - U_пр: 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0В.

При снятии обратной ветви характеристики для диодов необходимо по справочнику определить U_{обр доп} и взять в диапазоне от 0 до U_{обр доп} 5 точек U_обр, для которых измерить I_обр. Если U_{обр доп} >70В, то при снятии отсчётов необходимо помнить, что на макете нельзя выставить U>70В.

Для расчёта R_{пр ст}, R_{пр диф} на прямой ветви характеристики диода отметить две точки. Одна должна быть на пологом участке характеристики, а другая на крутом.

Пример.

На миллиметровой бумаге чертим прямую ветвь характеристики диода (например. КД105). Отмечаем две точки А и В, первую на пологой части кривой, вторую на крутой (близкой к прямолинейной) части. Делаем сноски на оси абсцис и ординат. Сначала делаем сноски от самих точек А и В. Это будут напряжения U_прА, U_прВ и токи I_прА, I_прВ. Эти величины нам необходимы для расчёта R_{пр ст}, которое равно R_{пр стА} = U_прА / I_прА и R_{пр стВ} = U_прВ / I_прВ.

Для нашего случая U_прА =0,4В, U_прВ =0,62В и токи I_прА =20 мА, I_прВ =235 мА. Тогда

R_{пр стА} = U_прА / I_прА = 0,4 / 20·10^-3 = 20 Ом

и

R_{пр стВ} = U_прВ / I_прВ = 0,62 / 235·10^-3 =2,6 Ом.

Также делаем сноски отступив от точки влево и вправо на одинаковое растояние (это удобно для расчётов) U’_прА, U’’_прА, U‘_прВ, U‘‘_прВ и токи I’_прА, I’’_прА, I‘_прВ, I‘‘_прВ. Расчёт будем проводит по следующей формуле

R_{пр диф}=ΔU_пр /ΔI_пр= (U’’_пр -U’_пр)/(I’’_пр- I’_пр)

Для нашего случая U’_прА =0,34В, U’’_прА =0,46В, U‘_прВ =0,6 В, U‘‘_прВ =0,64 В и токи I’_прА =0 мА, I’’_прА =45 мА, I‘_прВ =200 мА, I‘‘_прВ =300 мА.

Тогда

R_{пр дифА}=ΔU_пр /ΔI_пр= (U’’_прА -U’_прА)/(I’’_прА- I’_прА)= (0,46 -0,34)/(45·10^-3-0·10^-3)= 2,7 Ом

и

R_{пр ст} = U_прВ / I_прВ = 0,62 / 235·10^-3 =2,6 Ом. R_{пр дифВ}=ΔU_пр /ΔI_пр= (U’’_прВ -U’_прВ)/(I’’_прВ- I’_прВ)= (0, 64 -0,6)/(300·10^-3-200·10^-3)= 0,4 Ом

 

 

Заключение

В заключении необходимо отметить причины поведения влияющие на форму ВАХ диода при прямом и обратном включении.

 

Вопросы для самоконтроля.

1. Что такое собственная и примесная проводимости?

2. За счет, каких носителей зарядов образуется ток при включении диода в прямом направлении?

3. Чем определяется ток в обратном направлении?

4. Перечислите и охарактеризуйте параметры диода?

5. Расшифруйте маркировку применённых в лабораторной работе диодов?