Laboratorium przyrządów półprzewodnikowych
Temat ćwiczenia: Charakterystyka prądowo- napięciowa złącza p-n.			Wykonujący ćwiczenie:
Nr ćwiczenia: 2	Data wyk. ćwicz.	Ocena	Wykonujący sprawozdanie:

Badanym elementem była dioda germanowa DZG-4 o prądzie maksymalnym I_M=0.9A.

Diodę badaliśmy w trzech przedziałach prądu:

Układ pomiarowy I: I ≤ 0.5 I_M

Układ pomiarowy II: 1 μA ≤ I ≤10 mA

Układ pomiarowy III: I ≤ 1 μA

Z otrzymanego wykresu liczymy:

• Rezystancje szeregową:
  

• Współczynnik doskonałości:
  

Przy czym U₁=0.15V, U₂=0.3V, I₁=1mA, I₂=20mA.

Wzór ten uzyskaliśmy wychodząc z wzoru Shokley'a i biorąc z liniowej części charakterystyki dwa punkty o współrzędnych odpowiednio: (U₁ ,I₁) (U₂ ,I₂). Dodatkowo we wzorze Shokley'a uproszczona została jedynka, której wpływ w porównaniu z drugim członem jest pomijalnie mały.

Po odpowiednich przekształceniach dochodzi się do w/w wzoru.

• Prąd nasycenia:
  
  

Prąd nasycenia odczytany z wykresu: I^'_s ≈ 50 [μA]

Wnioski.

Na początku chciałem zaznaczyć, iż wszelkie uzyskane wyniki są tylko przybliżone, ponieważ wartości były odczytywane z wykresu, który ma charakter czysto poglądowy.

Ponieważ przy polaryzacji w kierunku przewodzenia diody małymi napięciami płyną przez nią bardzo małe prądy, dlatego do pomiarów spadku napięcia używaliśmy woltomierza cyfrowego o bardzo dużej rezystancji wewnętrznej. Dzięki temu mogliśmy przyjąć, że cały prąd płynie tylko przez diodę.

Wyznaczona charakterystyka prądowo-napięciowa przedstawiona została na wykresie.

Ma ona kształt zbliżony do tego jakiego oczekiwaliśmy i jedynie niektóre punkty pomiarowe nieznacznie odbiegają od wykresu. Sądzę, że spowodowane to było niedoskonałością pomiaru (np. niedokładnością przyrządów). Jednakże nie ma to dużego wpływu na ostateczny kształt charakterystyki. W swym górnym przebiegu charakterystyka wyraźnie odchyla się, co jest spowodowane wpływem rezystancji szeregowej , natomiast w środku jest wyraźnie liniowa. Zakrzywienie na dole spowodowane jest wpływem jedynki we wzorze Shockley'a.

Ponieważ na wykresie logarytmiczna podziałka natężenia prądu rozpoczyna się od wartości 10[μA] więc niemożliwe było uwzględnienie na charakterystyce niektórych wyników pomiarów z układu III. Dlatego też po przeskalowaniu, na wykresie obok narysowaliśmy ciąg dalszy charakterystyki dla prądów mniejszych

niż 10[μA].

Obliczony przez nas zastępczy prąd nasycenia I^'_s (prąd uwzględniający prądy nasycenia i rekombinacji) jest identyczny z wyznaczonym z wykresu.

Z obliczeń wynika, że współczynnik doskonałości dla tej diody wynosi 1,935. Jest to zgodne z założeniami teoretycznymi (n powinno zawierać się między 1 a 2).

---