10. Badanie charakterystyk prądowo-napięciowych, Inżynieria materiałowa, sprawozdania


LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

Kierunek:

Elektrotechnika

II rok IV semestr

Temat ćwiczenia:

Badanie charakterystyk prądowo - napięciowych złącz p-n wykonanych z różnych materiałów półprzewodnikowych

Nr ćwiczenia:

10

Imię i nazwisko:

Rok akademicki

2012/2013

Data wykonania:

02.06.2013

Ocena / podpis

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie i analiza podstawowych własności elektrycznych złączy p-n wykonanych z różnych materiałów półprzewodnikowych.

0x01 graphic

Rys. 1. Widok płyty czołowej stanowiska laboratoryjnego do pomiaru charakterystyk diod półprzewodnikowych z uwzględnieniem przełączników wykorzystywanych podczas pomiarów

1 - miejsce przyłączenia zasilania prądu stałego

2 - miejsce przyłączenia woltomierza V1 mierzącego napięcie przy włączeniu diody w kierunku zaporowym

3 - miejsce przyłączenia miliamperomierza mierzącego prąd przepływający przez diodę

4 - przełącznik kierunku pracy diody (przewodzenia / zaporowy)

5 - przełącznik wyboru diody

6 - miejsce przyłączenia woltomierza V2 mierzącego napięcie przy włączeniu diody w kierunku przewodzenia

Wyznaczenie charakterystyk prądowo - napięciowych diod półprzewodnikowych

Tabela

Materiał złącza p-n

Krzem

German

Arsenek galu

Dioda Zenera

kierunek

kierunek

kierunek

kierunek

przewodzenia

zaporowy

przewodzenia

zaporowy

przewodzenia

zaporowy

przewodzenia

zaporowy

U2

I2

U2

I2

U2

I2

U2

I2

U2

I2

U2

I2

U2

I2

U2

I2

V

mA

V

µA

V

mA

V

µA

V

mA

V

µA

V

mA

V

mA

0,1

0,000017

0,5

0,001

0,05

0,062,21

0,5

17,9

0,1

0,000001

0,5

0

0,1

0,000009

0,5

0

0,2

0,000178

1

0,002

0,1

0,268

1

18

0,2

0,00003

1

0

0,2

0,00003

1

0,000003

0,3

0,00347

2

0,002

0,15

0,81

2

19

0,3

0,00044

2

0

0,3

0,000187

2

0,00047

0,4

0,0831

3

0,003

0,2

2,3

3

21,5

0,4

0,00083

3

0,001

0,4

0,0018

3

0,00147

0,5

1,67

4

0,005

0,25

5,58

4

27,5

0,5

0,0715

4

0,001

0,5

0,018

4

0,0229

0,6

10,5

5

0,006

0,3

14,26

5

34,5

0,6

0,5

5

0,001

0,6

0,126 µ

5

0,260

0,65

19,4

5,8

0,006

0,35

32,53

5,8

42,0

0,7

3,3

5,8

0,003

0,7

1,3

5,5

1,44

0,7

32,6

0,4

69,62

0,75

8,3

0,8

26,5

5,6

1,85

0,75

58,5

0,45

131,33

0,8

17,6

0,9

276

5,7

2,4

0,8

80,9

0,5

220,0

0,85

40

5,8

6,07

0,9

159,1

0,55

350

0,9

70

1,0

334,2

0,6

500

0,95

116

1,1

520

1

174

1,1

330

1,2

480

Wykresy

0x01 graphic

Wykres 1. Charakterystyka prądowo - napięciowa krzemowego złącza p-n.

0x01 graphic

Wykres 3. Charakterystyka prądowo napięciowa złącza p-n z arsenku galu

0x01 graphic

Wykres 2. Charakterystyka prądowo napięciowa germanowego złącza p-n

0x01 graphic

Wykres 3. Charakterystyka prądowo napięciowa diody Zenera

Uwaga: W kierunku zaporowym wykresy charakterystyk zmieniają skalę o rząd 0x01 graphic
na osi prądowej ponieważ prądy rzędu µA na skali mA byłyby niewidoczne.

Wnioski

Charakterystyki badanych diod są sporządzone wg modelu dwuodcinkowego .

Charakterystyki prądowo-napięciowej diody w kierunku przewodzenia należy wyznaczać zgodnie z zasadą pomiaru małych rezystancji (w układzie z poprawnie mierzonym napięciem, ponieważ dioda ma w tym kierunku niewielką rezystancję. Natomiast w kierunku zaporowym dioda charakteryzuje się znaczną wartością rezystancji i wobec tego należy prowadzić pomiary w układzie z poprawnie mierzonym prądem.

Graficzne wyznaczenie początku przewodzenia (napięcia UTB) nie nastręczało trudności ponieważ otrzymane charakterystyki przewodzenia mają charakter niemal dokładnie liniowy.



Wyszukiwarka