cw123

Wydzia :

EAIiE

Imi i nazwisko :

Marcin Skotniczny
Adam Mika

rok

Grupa

Zesp�

Pracownia fizyczna

Temat wiczenia :

DIODA P�PRZEWODNIKOWA

wiczenie nr:

123

Data wykonania:

Data oddania:

Zwrot do poprawy:

Data oddania:

Data zaliczenia:

Ocena:

Cel wiczenia

Celem wiczenia jest poznanie wasnoci warstwowych zcz p�przewodnikowych typu p - n. Wyznaczenie charakterystyk statycznych diod prostowniczych i stabilizujcych.

Wprowadzenie

Jednym z przykad�w struktury p�przewodnikowej, w kt�rej wykorzystuje si warstwowe zcza p�przewodnikowe typu p - n s diody, obok tranzystor�w i ukad�w scalonych. Zcze p�przewodnikowe powyszego typu stanowi obszar monokrystaliczny p�przewodnika ze zmienn koncentracj domieszek akceptorowych i donorowych, prowadz do zmiany typu przewodnictwa z elektronowego (p�przewodnik typu n) na dziurowy (typu p). Wsp�czesna teoria zcza p - n opiera si na modelu dyfuzyjnym Shockleya z roku 1949. O zczu p�przewodnikowym m�wimy w sytuacji kiedy mamy do czynienia z idealnym zetkniciem dw�ch p�przewodnik�w o odmiennym typie przewodnictwa. Poziom Fermiego w p�przewodnikach izolowanych jest r�ny w zalenoci od jego typu. Dla obu typ�w p�przewodniki s obojtne elektrycznie (s zneutralizowane przez adunki swobodnych nonik�w przeciwnego znaku). Jeeli midzy obydwoma krysztaami istnieje kontakt elektryczny i swobodne noniki mog przemieszcza si z jednego krysztau do drugiego, to krysztay te utworz jednolity ukad i poziomy Fermiego znajd si w nich na tej samej wysokoci. Prowadzi to do przemieszczania si wzgldem siebie pasm energetycznych w obu krysztaach i powstania w obszarze kontaktu bariery potencjau o wysokoci
, gdzie
- kontaktowa r�nica potencja�w. Strumie wikszociowych nonik�w adunku, kt�re przechodz przez zcze p-n tworzy prd dyfuzyjny
. Zaleno ilociow
od wielkoci bariery potencja�w okrela czynnik wynikajcy z rozkadu Bolzmanna
. Przechodzeniu wikszociowych nonik�w adunku przez zcze p-n towarzyszy przechodzenie mniejszociowych, przy czym ich strumie jest skierowany przeciwnie i tworzy prd dryfu
. W warunkach r�wnowagi prdy te s r�wne co do swych wartoci bezwzgldnych, a poniewa s przeciwnie skierowane, to prd cakowity zcza
. Przyoenie zewntrznego napicia
do zcza powoduje naruszenie istniejcej poprzednio r�wnowagi. Zalenie od sposobu jego podczenia do zcza moliwe jest obnienie lub podwyszenie wewntrznej bariery potencjau o warto
. Zgodnie z warunkiem zerowania prdu cakowitego dla
, prd diody okrelony jest zalenoci:

0x01 graphic

gdzie:
- napicie zewntrzne przyoone do zcza,

- prd nasycenia zcza,

- potencja termiczny zcza.

Powysze r�wnanie stanowi tzw. statyczn charakterystyk prdowo - napiciow zcza p - n. Charakterystyka prdowo - napiciowa zcza jest silnie nieliniowa. Zcze ma wasno jedno-kierunkowego przewodzenia. Ma bardzo duy op�r przy polaryzacji zaporowej oraz bardzo may przy polaryzacji w kierunku przewodzenia. Powyszy wz�r opisuje idealn charakterystyk zcza p - n. Wz�r ten nie zawiera adnych parametr�w okrelajcych wasnoci konkretnego p�przewodnika, takich jak warto przerwy energetycznej czy koncentracji nonik�w. Wobec tego charakterystyki rzeczywistych diod mog by tylko gorsze od charakterystyki idealnego zcza p-n, tj. wykazuj wikszy spadek napicia w kierunku przewodzenia i wiksz warto prdu wstecznego w kierunku zaporowym w por�wnaniu do idealnego zcza p-n. W przypadku zcz zoonych z obszar�w o duej koncentracji domieszek akceptorowych i donorowych, przy ich zaporowej polaryzacji odpowiednio duym napiciem wstecznym, pasmo przewodnictwa po stronie n zcza ley naprzeciw pasma walencyjnego po stronie p. Przy duej koncentracji domieszek szeroko warstwy opr�nionej jest maa i moe zachodzi tunelowe przejcie elektron�w z obszaru p do n. Zjawisko to jest nazwane zjawiskiem Zenera. Zjawisko to powoduje w diodach gwatowny wzrost prdu wstecznego po przekroczeniu pewnego progowego napicia Zenera
.

Wsp�czynnik stabilizacji diody Zenera jest stosunkiem wzgldnej zmiany napicia do wzgldnej zmiany prdu. Mona go te okreli jako stosunek opornoci dynamicznej
do statycznej
diody Zenera:

0x01 graphic

gdzie:

- oporno dynamiczna;

- oporno statyczna diody Zenera.

Schemat pyty wiczeniowej

0x01 graphic

Przebieg wiczenia

Zestaw ukad wg schematu powyej. Prowadzcy wiczenia sprawdza ukad przed wczeniem zasilania. Przyrzd uniwersalny V-640 uywany jest jako amperomierz dla pomiaru duego natenia prdu w kierunku przewodzenia oraz dla pomiaru bardzo maych nate, na zakresach Na dla kierunku zaporowego. Aby uchroni przyrzd przez zniszczeniem naley przed kadym pomiarem ustawi go na najwyszy zakres pomiarowy i nastpnie dobra , w trakcie pomiaru, optymalny zakres pracy przyrzdu. Przyrzd V-640 posiada przyciski „+” i „-” umoliwiajce zmian polaryzacji. Przyrzd naley wyzerowa dla kadego uywanego zakresu pomiarowego.
Wykonaj pomiary charakterystyk prdowo-napiciowych dla polaryzacji w kierunku przewodzenia i kierunku zaporowym dla jednego z poniej podanych warian!�w:

diody germanowej i krzemowej
diody germanowej, krzemowej i Zenera
diody germanowej, krzemowej i diody nieznanego rodzaju (DX)

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Zadania na estymację i weryfikację hipotez - repetytorium, PBiMAS, Frątczak, PBIMAS, PBiMAS cw123, P
Cw24 25IV, PBiMAS, Frątczak, PBIMAS, PBiMAS cw123, PBiMAS cw123, Materiały do ćwiczeń PBiMASI-cz.I.I
ESTYMACJA I WERYFIKACJA - wzory - repetytorium, PBiMAS, Frątczak, PBIMAS, PBiMAS cw123, PBiMAS cw123
Kolo1-cw123, UG, SEM3, FIZJO
Cw17 18IV, PBiMAS, Frątczak, PBIMAS, PBiMAS cw123, PBiMAS cw123, Materiały do ćwiczeń PBiMASI-cz.I.I
Cw8 9 15 16V, PBiMAS, Frątczak, PBIMAS, PBiMAS cw123, PBiMAS cw123, Materiały do ćwiczeń PBiMASI-cz.
opis zbiorow, PBiMAS, Frątczak, PBIMAS, PBiMAS cw123, PBiMAS cw123, Materiały do ćwiczeń PBiMASI-cz.

więcej podobnych podstron