I. ZAGADNIENIA TEORETYCZNE
Półprzewodnikami nazywajš się ciała o szczególnych cechach przewodnictwa elektrycznego. Szczególnie charakterystycznš ich cechš jest zależnoœć ich przewodnictwa właœciwego od temperatury:
gdzie b jest stałš zależnš od rodzaju półprzewodnika. Istniejš półprzewodniki samoistne (samoistnie występujšce w naturze, np. german, krzem) i domieszkowe. Własnoœci półprzewodników zależš w dużym stopniu od obecnoœci domieszek. W odróznieniu od metali, gdzie domieszki zmniejszajš przwodnictwo elektryczne, wprowadzenie nawet nieznacznej iloœci domieszek do półprzewodników powoduje w nich bardzo wyraŸny wzrost przewodnictwa elektrycznego.
Wprowadzenie np. do krzemu domieszek boru zwiększa liczbę tak zwanych “dziur” — pustych miejsc, do których mogš przechodzić elektrony, co daje półprzewodnik typu p — półprzewodnik, w którym pršd przenoszony jest przez dziury, spełniajšce rolę noœników dodatnich. Natomiast domieszkowanie fosforem daje półprzewodnik typu n, gdzie pršd przenoszony jest przez noœniki ujemne.
Po połšczeniu tych dwóch typów materiałów, wskutek dyfuzji dziur i elektronów, na ich styku utworzy się warstwa zaporowa, której różnica potencjałów będzie przeciwdziałać dalszej dyfuzji elektronów w kierunku n!p:
Przyłożenie do połšczonych półprzewodników n-p zewnętrznego pola elektrycznego powoduje naruszenie równowagi. Przepływ pršdu przez złšcze n-p uzależniony jest od tego czy dodatni biegun Ÿródła pršdu połšczymy z półprzewodnikiem typu n czy typu p. W pierwszym przypadku, z powodu przeciwdziałania zewnętrznego pola elektrycznego ruchowi dziur i elektronów, pršd praktycznie nie będzie płynšł. Ten kierunek włšczenia złšcza n-p w obwód Ÿródła pršdu stałęgo nazywamy kierunkiem zaporowym. W drugim zaœ przypadku, gdy strona p otrzyma wystarczajšco duży potencjał dodatni, przez złšcze połynie pršd o znacznym natężeniu. Ten kierunek z kolei nazywamy kierunkiem przewodzenia. Ze względu na te własnoœci złšcza n-p nazywamy je diodš półprzewodnikowš.
Układ trzech półprzewodników typu p-n-p nazywamy tranzystorem:
Tranzystor ma dwa złšcza p-n i na obu tworzy się warstwa graniczna. Napięcie zewnętrzne, przyłożone w obwodzie wyjœciowym, jest tak dobrane, że pomiędzy emiterem a kolektorem nie płynie pršd. Jeœli jednak w obwodzie wejœciowym, między bazš a emiterem, przyłoży się dostatecznie dużš różnicę potencjałów, to baza przybierze potencjał ujemny, z emitera do bazy zacznš płynšć dziury i bariera potencjału na złšczu zniknie. Słaby pršd w obwodzie wejœciowym wywoła w obwodzie wyjœciowym przepływ pršdu o znacznie większym natężeniu.
Opis doœwiadczenia
Celem doœwiadczenia było okreœlenie charakterystyk danego tranzystora: przewodnoœci wyjœciowej, wzmocnienia OE, oporu wyjœciowego Rwy, i współczynnika wzmocnienia w układzie OB. W tym celu zmontowano układ według schematu wspólnego emitera (OE):
Następnie dla kilku stałych wartoœci natężenia przepływu pršdu przez bazę, mierzono zależnoœć natężenia przepływu pršdu przez kolektor od różnicy napięć kolektor-emiter. Podobnie, dla kilku stałych wartoœci napięcia UCE, mierzono zależnoœć IC od wartoœci IB.
IV. Rachunek błędu
Błšd pomiaru wynikajšcy z sumy błędu odczytu i klasy poszczególnych mierników został przedstawiony graficznie po naniesieniu na wybrane wykresy charakterystyk.
Wnioski
Po naniesieniu błędu można zauważyć, że największy wpływ na niedokładnoœć pomiaru miał błšd woltomierza. Mógłby zostać zmniejszony używajšc przyrzšdu o lepszej klasie, np. elektronicznego. Stosunkowo mniejszy błšd dotyczył miliamperomierza. Mikroamperomierz posiadał względnie wysoki błšd pomiaru jak na przyrzšd swojej klasy ze względu na fluktuacje pomiaru (do 0.3 A) spowodowane prawdopodobnie zużyciem (rozregulowaniem przyrzšdu) a być może także nieprecyzyjnoœciš całego układu elektronicznego. Ogólnie jednak, pomimo istniejšcych błędów pomiarów, wyniki pomiarów w dalszym cišgu wykazujš pewne zależnoœci i sš względnie wiarygodne.