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.
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
Wykres 1. Charakterystyka prądowo - napięciowa krzemowego złącza p-n.
Wykres 3. Charakterystyka prądowo napięciowa złącza p-n z arsenku galu
Wykres 2. Charakterystyka prądowo napięciowa germanowego złącza p-n
Wykres 3. Charakterystyka prądowo napięciowa diody Zenera
Uwaga: W kierunku zaporowym wykresy charakterystyk zmieniają skalę o rząd
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