1. Część teoretyczna
   Przy zetknięciu się półprzewodników o różnych typach przewodzenia powstaje elektryczna warstwa podwójna na skutek przemieszczenia się elektronów i „dziur” przez powierzchnię styku. Elektrony przechodzą z półprzewodnika typu n do półprzewodnika typu p, natomiast „dziury” przemieszczają się w kierunku przeciwnym. Warstwa półprzewodnika typu p traci elektrony i ładuje się dodatnio, natomiast półprzewodnik typu n uzyskuje nadmiarowy ładunek ujemny. Między półprzewodnikiem typu p i półprzewodnikiem typu n tworzy się kontaktowa różnica potencjałów. W półprzewodniku typu p niemal całkowicie brak swobodnych elektronów, w związku z czym opór elektryczny warstwy jest znacznie większy niż pozostałej części półprzewodnika. Warstwę taką nazywamy warstwą zaporową. Gdy do warstwy zaporowej przyłożymy zewnętrzne pole elektryczne źródła prądu w kierunku zgodnym z kierunkiem pola stykowej warstwy zaporowej to pole zewnętrzne będzie wówczas wzmacniać pole warstwy stykowej i spowoduje powiększenie wału potencjału dla elektronów i „dziur” przechodzących przez miejsce styku. Pole wewnętrzne wywoła również ruch elektronów w półprzewodniku typu n oraz „dziur” w półprzewodniku typu p w przeciwnych kierunkach (od miejsca styku). Pociągnie to wzrost grubości warstwy zaporowej, a tym samym wzrost oporu. W tym kierunku prąd elektryczny nie przepływa. Jeżeli zmienić kierunek przyłożonego napięcia to w obszarze styczności będzie wzrastać liczba ruchomych nośników prądu, które pod wpływem działania zewnętrznego pola przemieszczają się z wnętrza półprzewodników ku granicy p-n. Grubość warstwy stykowej oraz jej opór ulega zmniejszeniu. Styk dwóch półprzewodników domieszkowych o różnych znakach nośników prądu odznacza się zatem przewodnictwem jednokierunkowym.
   Badanym elementem w ćwiczeniu jest dioda półprzewodnikowa. Doprowadzając do diody napięcie stałe w kierunku przewodzenia, a następnie w kierunku zaporowym, rejestrujemy wartości natężenia prądu w obwodzie. Dane notujemy w tabeli.

Między metalem a półprzewodnikiem w złączu metal-półprzewodnik n istnieje kontaktowa różnica potencjałów. W warstwie przystykowej półprzewodnika niemal w ogóle nie ma elektronów, ma ona więc znacznie większy opór i nazywana jest warstwą zaporową.

Przyłączenie do złącza zewnętrznego napięcia zmienia rozmiary warstwy zaporowej, wysokość bariery potencjału i opór. Pole zewnętrzne skierowane od me-talu (+) do półprzewodnika (-) - w kierunku przewodzenia, powoduje zmniejszenie bariery potencjału, czyli powiększenie przewodności złącza. W kierunku tym może płynąć duży prąd. Pole skierowane przeciwnie zmniejsza przewodność złącza - kierunek ten jest zwany kierunkiem zaporowym.

Z tego też względu złącza takie wykazują właściwości prostujące prądu przemiennego. Zależność prądu od napięcia zewnętrznego przedstawia rysunek:

Celem doświadczenia jest zbadanie zachowania złącza, do którego przyłożono zewnętrzne napięcie w kierunku przewodzenia i zaporowym, oraz właściwości prostujących złącza podłączonego do napięcia przemiennego.

2. Schematy układów pomiarowych.

3. Ocena dokładności pojedynczych pomiarów

- miliamperomierz - miernik uniwersalny, dla amperomierza:

- klasa dokładności: 1,5

- zakresy: 2,5 A; 0,1 mA; 1 mA; 5 mA; 25 mA; 100 mA; 500 mA

4. Tabela wyników

5a.Wykresy

-w kierunku przewodzenia

-w kierunku zaporowym

6. Przebiegi z oscylografu

8. Wnioski

Wyniki doświadczenia potwierdzają właściwości złącza metal-półprzewodnik typu n.

Przy prądzie stałym zaobserwowaliśmy znaczne różnice oporności złącza w zależności od kierunku przyłożonego napięcia oraz nieliniowy jego charakter.

Przy zasilaniu napięciem sinusoidalnym zaobserwowaliśmy prostowanie jednopołówkowe prądu - dioda przepuszczała napięcie o amplitudach dodatnich i filtrowała napięcie o amplitudach ujemnych (lub odwrotnie - w zależności od kierunku jej przyłączenia). Układ Graetza ze względu na mostkowe połączenie czterech elementów prostujących umożliwia dwupołówkowe prostowanie prądu - jedna jego część przepuszcza napięcie dodatnie, druga - napięcie o amplitudzie ujemnej - ze znakiem przeciwnym.

---