BADANIE WŁASNOŚCI DIÓD PÓŁPRZEWODNIKOWYCH 3


CWICZENIE 45

BADANIE WLASNOSCI DIOD POLPRZEWODNIKOWYCH

Cwiczenie polega na zdjeciu charakterystyk pradowo napieciowych diod prostowniczczych i Zennera (w kierunku przewodzenia i zaporowym).

Budowa diody:

0x01 graphic

Dioda jest elementem elektronicznym zbudowanym z dwoch polprzewodnikow (typu p i typu n). Wlasciwie jest to miejsce zetkniecia sie tych dwoch polprzewodnikow.

Polprzewodnik typu p posiada atomy czterowartosciowe i atomy trojwartosciowe. W wyniku tego wystepuja "braki" elektronow. Sa to dziury (nadmiarowe nosniki wiekszosciwe). Prad w tym polprzewodniku sklada sie praktycznie tylko z dziur.

W polprzewodniku typu n sytuacja jest podobna, lecz sa tu atomy o wartosciowosci 5. W wyniku tego wystepuje nadmiar elektronow. Sa to nadmiarowe nosniki wiekszosciwe dla tego typu polprzewodnika. Prad w tym polprzewodniku sklada sie praktycznie tylko z elektronow.

Dzialanie diody jest nastepujace:

W miejscu styku dwoch roznych polprzewodnikow tworzy sie bariera potencjalow (spowodowana roznica ladunkow atomow domieszki obu polprzewodnikow).

Polaryzacja diody w kierunku przewodzenia powoduje odlozenie sie najwiekszego napiecia na zlaczu (najwieksza opornosc) w wyniku tego napiecie na zlaczu maleje, maleje szerokosc obszaru zubozonego i maleje natezenie pola elektrycznego w zlaczu. Po oslabieniu pola nosniki wiekszosciowe beda mogly pokonywac zlacze ruchem dyfuzyjnym, a w obwodzie zewnetrznym poplunie znaczny prad.

Polaryzacja diody w kierunku zaporowym powoduje:

1. Zwiekszenie szerokosci obszaru zubozonego gdyz przylozone napiecie odklada sie przede wszystkim na zlaczu.

2. Zwiekszenie pola elektrycznego w zlaczu i skuteczne zachamowanie dyfuzyjnego ruchu nosnikow wiekszosciowych juz przy napieciu 0.1V .

3. Pojawienie sie w obwodzie zewnetrznym niewielkiego pradu pochodzacego od dryftowego ruchu nosnikow mniejszosciowych. Prad ten posiada mala wartosc gdyz koncentracje nosnikow nmniejszosciowych sa male, a srednia predkosc nosnikow rowniez jest mala.

Przy zwiekszaniu napiecia wstecznego diody dochodzi do przebicia zlacza. W diodach prostowniczych jest to zjawisko nieodwracalne (wystepuje tu przebicie cieplne), natomiast w diodach Zennera jest to zjawisko odwracalne poniewaz wystepuje tu przebicie lawinowe (Uz > 6V) i przebicie tynelowe (Uz < 8V). Przebicie lawinowe polega na wybiciu elektronow z sieci krystalicznej polprzewodnika poprzez bombardowanie jej innymi elektronami (o duzej szybkosci - rozpedzone przez pole elektryczne). Przebicie tunelowe polega na wyrwaniu elektronow z sieci krystalicznej przez podanie batdzo dyzego pola elektrycznego.

Pomiary:

Diody prostownicze:

Dioda germanowa:

Kierunek przewodzenia:

L.p.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

U [V]

0.056

0.08

0.12

0.16

0.20

0.24

0.28

0.32

0.36

0.40

I[mA]

0.066

0.148

0.425

0.040

2.31

4.63

8.53

14.11

21.6

30.6

Kierunek zaporowy:

L.p.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

U[V]

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

I[mA]

12.7

13.1

13.8

14.2

14.6

15.0

15.4

16.1

16.8

17.7

Dioda krzemowa:

Kierunek przewodzenia:

L.p.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

U [V]

0.12

0.16

0.20

0.28

0.36

0.44

0.52

0.60

0.68

0.76

I[mA]

0

0

0

0.001

0.004

0.026

0.201

1.281

7.49

45.7

Kierunek zaporowy:

L.p.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

U[V]

3

6

9

12

15

18

21

24

27

30

I[mA]

0.3

0.6

0.9

1.23

1.6

1.9

2.2

2.5

2.8

3.1

Diody Zennera:

Dioda DZ1:

Kierunek przewodzenia:

L.p.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

U[V]

0.16

0.20

0.24

0.32

0.40

0.48

0.56

0.64

0.72

0.80

I[mA]

~0

~0

~0

0.001

0.002

0.011

0.042

1.121

1.087

11.95

Kierunek zaporowy:

L.p.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

U[V]

5.06

8.23

8.84

8.84

8.88

8.91

8.92

8.93

8.95

8.96

I[mA]

~0

0.001

0.5

1

2

3

4

5

6

7

L.p.

11

13

14

U[V]

8.98

9.00

9.01

I[mA]

8

9

10

Dioda DZ2:

Kierunek przewodzenia:

L.p.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

U[V]

0.20

0.28

0.36

0.44

0.52

0.60

0.68

0.70

0.72

I[mA]

~0

~0

~0

0.001

0.015

0.176

3.34

7.08

16.37

Kierunek zaporowy:

L.p.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

U[V]

1.36

4.24

4.97

5.8

6.36

6.6

6.8

6.97

6.99

7.01

I[mA]

~0

~0

0.001

0.005

0.02

0.04

0.08

0.2

0.43

1.0

L.p.

11

12

13

14

15

16

17

U[V]

7.03

7.04

7.06

7.07

7.09

7.10

7.11

I[mA]

2

3

4

5

7

8

10

Wykresy:

Wykresy znajduja sie na papierze milimetrowym.

Wnioski:

Wykresy jakie otrzymalem w pelni zgadzaja sie z teoria zjawiska przeplywu pradu przez polprzewodnik, a w szczegolnosci przez diode. Wszystkozgadza sie z tym co opisalem na poczatku.

Roznica miedzy napieciami otwarcia diod prostowniczych wynikala z roznego podloza polprzewodnikow zastosowanych do budowy diod (krzem i german).

Roznice wartosci napiecia przebicia diod Zennera takze wynikaly z roznych technologii wytworzenia tych diod.

Ewentualne bledy mogly byc wynikiem wplywy nieporzadanych opornosci (rezystancje miernikow, przewodow polaczeniowych, rezystancje na stykach przewodow), a takze bledami wprowadzanymi przez mierniki. Nie mialo to jednak znaczacego wpluwy na ogolne sens cwiczenia i otrzymane wyniki.

Blad dawany przez mierniki wynosil 0.5% dla woltomierza i 0.5% dla amperomierza.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Badanie własności diod półprzewodnikowych1
BADANIE WŁASNOŚCI DIOD PÓŁPRZEWODNIKOWYCH(1)
Badanie własności diód półprzew
badanie wlasnosci diod polprzewodnikowych(DIODY)
BADANIE WŁASNOŚCI DIÓD PÓŁPRZEWODNIKOWYCH 2
,Laboratorium podstaw fizyki,?DANIE WŁASNOŚCI DIOD PÓŁPRZEWODNIKOWYCH
Badanie własności prostowniczych diod półprzewodnikowych Wstęp
Badanie własności prostowniczych diod półprzewodnikowych
13.Badanie wlasnosci prostowniczych diod polprzewodnikowych
Badanie własności prostowniczych diod półprzewodnikowych
Badanie własności prostowniczych diód półprzewodnikowych małgorzta Pryszcz
Ćw 11;?danie własności prostowniczych diod półprzewodnikowych
ćw 19 - Badanie własności cząstek alfa za pomocą detektora półprzewodnikowego
lab19, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 53-Badanie własnosci cząstek alfa za pomoca detektora

więcej podobnych podstron