Порядок выполнения работы
Задание 1. Снятие вольтамперной характеристики (ВАХ) p-n–перехода.
1. Ознакомиться с установкой.
2. Включить установку в сеть. Сетевой тумблер находится на задней панели.
3. Переключателем на устройстве 1 (рис.18.3) установить исследуемый диод (по заданию преподавателя).
4. Переключателем КН2 выбрать режим работы «ВАХ».
5. Переключателем КН1 выбрать режим снятия прямой характеристики.
6. Кнопками «+» и «–» установить требуемую величину напряжения (см. табл.18.1).
7. Записать в табл.18.1 соответствующую силу тока.
Таблица 18.1
Прямая характеристика
| КД521
| КД226
| Д9К
| U, В
| I, мкА
| U, В
| I, мкА
| U, В
| I, мкА
|
|
|
|
|
|
| 0.30
|
| 0.29
|
| 0.02
|
| 0.31
|
| 0.30
|
| 0.04
|
| 0.32
|
| 0.31
|
| 0.06
|
| 0.33
|
| 0.32
|
| 0.08
|
| 0.34
|
| 0.33
|
| 0.10
|
| 0.36
|
| 0.34
|
| 0.12
|
| 0.38
|
| 0.35
|
| 0.14
|
| 0.40
|
| 0.36
|
| 0.15
|
| 0.42
|
| 0.37
|
| 0.16
|
| 0.43
|
| 0.38
|
| 0.17
|
| 0.44
|
| 0.39
|
| 0.18
|
| 0.45
|
| 0.40
|
| 0.19
|
| 0.46
|
| 0.41
|
| 0.20
|
| 0.47
|
| 0.42
|
| 0.21
|
| 0.48
|
| 0.43
|
| 0.22
|
|
8. Устанавливая требуемые значения напряжения кнопками «+» и «–», записывать соответствующие значения силы тока.
9. Нажатием кнопки КН3 установить нулевое напряжение.
10. Переключателем КН1 выбрать режим снятия обратной характеристики.
11. Повторить измерения по пунктам 6÷9, данные записывать в табл.18.2.
12. Построить график зависимости I=f(U) – ВАХ исследуемого диода; при этом прямые напряжение и ток считать положительными, обратные – отрицательными.
Внимание! Следите за индикацией размерности на измерителе тока.
Таблица 18.2
Обратная характеристика
| –U, В
| –I, мкА
| КД521
| КД226
| Д9К
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 2. Снятие вольтфарадной характеристики (ВФХ) и определение контактной разности потенциалов в p-n–переходе.
1. Переключателем на устройстве 1 (рис.18.3) установить диод КД226.
2. Переключателем КН2 выбрать режим работы «ВФХ».
3. Переключателем КН1 выбрать режим снятия прямой характеристики.
4. Кнопками «+» и «–» установить требуемую величину напряжения (см.табл.18.3).
5. Записать в табл.18.3 соответствующую ёмкость.
Таблица 18.3
Прямая
| Обратная
| U, В
| С, пФ
| –U, В
| С, пФ
|
|
|
|
| 0.10
|
| 0.1
|
| 0.20
|
| 0.3
|
| 0.30
|
| 1.0
|
| 0.40
|
| 1.3
|
| 0.50
|
| 1.6
|
| 0.60
|
| 2.0
|
| 0.70
|
| 3.0
|
| 0.80
|
| 4.0
|
| 0.90
|
| 5.0
|
| 1.0
|
| 7.0
|
| 1.1
|
| 10.0
|
| 1.2
|
| 15.0
|
|
6. Устанавливая требуемые значения напряжения (см. табл.18.3) кнопками «+» и «–», записывать соответствующие значения ёмкости.
7. Нажатием кнопки КН3 установить нулевое напряжение.
8. Переключателем КН1 выбрать режим снятия обратной характеристики.
9. Повторить измерения по пунктам 4÷7 задания 2, данные записывать в табл.18.3.
12. Построить график зависимости С=f(U) – ВФХ исследуемого диода; при этом прямое напряжение считать положительным, обратное – отрицательным.
Таблица 18.4
№
| Uпр.,
В
| Спр.,
пФ
| Uобр.,
В
| Собр,
пФ
| Uк.,
В
| Uк. ср. ,
В
| ΔUк.,
В
| ΔUк. ср.,
В
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13. Выбрав любую пару значений ёмкости при прямом и при обратном включении Спр. и Собр, по формуле (18.6) вычислите контактную разность потенциалов Uк. При подстановке соответствующих значений Uпр. и Uобр. помните, что в формуле (18.6) используется модуль обратного напряжения.
14. Повторите вычисления Uк ещё с четырьмя парами значений ёмкостей Спр. и Собр.
15. Определите среднее значение Uк и оцените его погрешность ΔUк.
16. Все данные запишите в табл.18.4.
17. Сделайте выводы.
Контрольные вопросы
1. Объясните формирование энергетических зон в полупроводнике.
2. Объясните различие между металлами, диэлектриками и полупроводниками с точки зрения структуры энергетических зон.
3. Что такое собственный полупроводник? Как возникает проводимость в собственном полупроводнике? Почему с ростом температуры проводимость полупроводника возрастает?
4. Что такое примесный полупроводник? Объясните механизм проводимости в донорном (n–типа) и акцепторном (р–типа) полупроводнике.
5. Что такое p-n–переход? Объясните природу образования объёмного заряда.
6. Объясните физические процессы, происходящие в p-n–переходе. Что происходит при прямом и обратном включении?
7. Запишите и объясните формулу ВАХ для прямого направления тока.
8. Как Вы понимаете «прямое» и «обратное» направление тока?
9. Применение p-n–перехода в технике.
Используемая литература
[1] §§ 44.3, 44.4;
[2] § 40.6;
[3] § 4.54;
[6] §§ 42, 43, 45;
[7] §§ 249, 250.
Библиографический список
1. Детлаф, А.А. Курс физики / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. – М.: Высш. шк., 1989. – 500 с.
2. Калашников, Н.П. Основы физики: учебник для вузов: в 2-х т. / Н.П. Ка‑ лашников, М.А. Смондырев. – 2-е изд., перераб. – М.: Дрофа, 2003. Т. 1. – 400 с.; Т. 2. – 432 с.
3. Лозовский, В.Н. Курс физики: учебник для вузов: в 2-х т. / под ред. В.Н. Лозовского. – СПб.: Лань, 2000. – Т. 1-676 с.; Т. 2. – 592 с.
4. Савельев, И.В. Курс физики: учеб.: в 3-х т. / И.В. Савельев. – М.: Наука, 1989. – Т. 1. – 352 с.
5. Савельев, И.В., Курс физики: учеб.: в 3-х т. / И.В. Савельев. – М.: Наука, 1989. – Т. 2. – 480 с.
6. Савельев, И.В., Курс физики: учеб.: в 3-х т. / И.В. Савельев. – М.: Наука, 1989. – Т. 3. – 304 с.
7. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова. – М.: Высш. школа, 1999. – 542 с.
Учебное издание
Волновая оптика. Квантовая физика.
Статистическая физика
Лабораторный практикум
Редактор – Л.А. Перерукова
Подписано к печати 16.06.2008. Формат 60 × 84/16 Печать офсетная
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|