Перевезенцев С.В., Сухова В.Ф. Физические основы электроники. Часть 1 - файл n1.doc

Перевезенцев С.В., Сухова В.Ф. Физические основы электроники. Часть 1
скачать (1267.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc2272kb.28.11.2005 15:01скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6

Лабораторная работа 3.
Исследование обратной ветви вольт-амперной характеристики p-n переходов с различной площадью переходов и шириной запрещенной зоны полупроводника.



Назначение работы

Целью работы является изучение функционирования p-n перехода при обратном включении. В данной работе снимаются обратные ветви вольт-амперных характеристик германиевых и кремниевых p-n переходов с различной величиной площади перехода.
Задания к лабораторной работе

Лабораторные исследования выполняются на плате П1 с технологической картой 1.2. Инструкции по выполнению заданий приведены на технологической карте.
Задание 1. Снять зависимости обратного тока от обратного напряжения для двух кремниевых p-n переходов с различной величиной площади перехода. Результаты занести в таблицу1.

Табл. 1

на технологичес-кой карте

Площадь p-n перехода

Кремниевый p-n переход

1



Uобр

























Iобр,мкА

























2



Uобр

























Iобр,мкА


























Задание 2. Снять зависимость обратного тока от обратного напряжения для двух германиевых p-n переходов c различной величиной площади перехода. Результаты измерений занести в таблицу2.

Табл. 2

на технологичес-кой карте

Площадь p-n перехода

Германиевый p-n переход

3



Uобр

























Iобр,мкА

























4



Uобр

























Iобр,мкА


























Задание 3. По данным таблиц 1 и 2 построить два семейства обратных ветвей вольт-амперных характеристик германиевого и кремниевого p-n переходов с различной величиной площади перехода. На графиках установить соответствие между характеристиками и площадями p-n переходов. Пояснить влияние площади перехода на вид прямой ветви ВАХ p-n перехода.
Задание 4. По данным таблиц 1 и 2 построить семейство обратных ветвей вольт-амперных характеристик германиевого и кремниевого p-n переходов с меньшей (большей) площадью перехода. Пояснить влияние ширины запрещенной зоны полупроводника на вид полученных характеристик.

Вопросы для допуска к работе

  1. Что представляет собой обратная ветвь вольт-амперной характеристики p-n перехода?

  2. Как зависит положение ВАХ от площади перехода на участке обратного напряжения?

  3. Как зависит положение ВАХ от ширины запрещенной зоны полупроводника на участке обратного напряжения?

  4. Объяснить порядок и методику выполнения работы.


Контрольные вопросы и задания к защите работы

  1. Объяснить образование p-n перехода.

  2. Какими параметрами принято характеризовать p-n переход?

  3. Для равновесного p-n перехода изобразить и объяснить распределение подвижных и неподвижных носителей заряда для обратно смещенного p-n перехода.

  4. Как образуется контактная разность потенциалов?

  5. Как и почему изменяется величина контактной разности потенциалов при подключении обратного напряжения?

  6. Как и почему изменяется ширина p-n перехода при подключении обратного напряжения?

  7. Какова величина и природа тока, протекающего через p-n переход при обратном включении?

  8. Объяснить, как зависит величина обратного тока p-n перехода от ширины запрещенной зоны полупроводника.

  9. Объяснить влияние площади p-n перехода на величину обратного тока через p-n переход.


Лабораторная работа 4.
Исследование влияния температуры на вольт-амперную характеристику p-n перехода.



Назначение работы

Целью работы является изучение влияния температуры на функционирование перехода. В данной работе снимаются вольт-амперные характеристики германиевого и кремниевого переходов при трех разных температурах.
Задания к лабораторной работе

Лабораторные исследования выполняются на платах П2, П3 с технологической картой 1.3. Инструкции по выполнению заданий приведены на технологической карте.

Задание 1. Снять прямую и обратную ветви вольт-амперной характеристики кремниевого p-n перехода для трех разных температур. Результаты измерений занести в таблицы 1,2,3.

Табл. 1

Т1

на технологической карте

Кремниевый p-n переход

1

Uпр




























Iпр,мА




























2

Uобр




























Iобр,мкА




























Табл. 2

Т2

на технологической карте

Кремниевый p-n переход

3

Uпр




























Iпр,мА




























4

Uобр




























Iобр,мкА




























Табл. 3

Т3

на технологической карте

Кремниевый p-n переход

5

Uпр




























Iпр,мА




























6

Uобр




























Iобр,мкА






























Задание 2. По полученным данным построить семейство вольт-амперных характеристик кремниевого p-n перехода для разных температур. Объяснить влияние температуры на положение прямой и обратной ветви ВАХ.
Задание 3. Снять прямую и обратную ветви вольт-амперной характеристики германиевого p-n перехода для разных температур. Результаты измерений занести в таблицы, аналогичные таблицам 1,2,3,.
Задание 4. По полученным данным построить семейство вольт-амперных характеристик германиевого p-n перехода для разных температур. Объяснить влияние температуры на вид ВАХ p-n перехода.
Задание 5. Сравнить температурные зависимости вольт-амперных характеристик, полученные в заданиях 2 и 4.Объяснить различное влияние температуры на вид ВАХ германиевого и кремниевого p-n переходов.
Вопросы для допуска к работе

  1. Изобразить вольт-амперную характеристику реального p-n перехода. Объяснить ее отличие от ВАХ идеального p-n перехода.

  2. Изобразить семейство вольт-амперных характеристик кремниевого p-n перехода при разных температурах.

  3. Изобразить семейство вольт-амперных характеристик германиевого p-n перехода при разных температурах.

  4. Объяснить порядок и методику выполнения работы.


Контрольные вопросы и задания к защите работы

  1. На одних осях изобразить вольт-амперные характеристики идеального и реального p-n переходов. Объяснить, какие составляющие тока p-n перехода не учитывались при построении идеального перехода.

  2. Объяснить механизм влияния температуры на величину обратного тока p-n перехода.

  3. Объяснить механизм влияния температуры на величину прямого тока p-n перехода.

  4. Объяснить, почему влияние температуры проявляется сильнее в германиевых p-n переходах, нежели в кремниевых.


Лабораторная работа 5.
Исследования электрических режимов пробоя p-n перехода.



Назначение работы

Целью работы является изучение функционирования p-n перехода в режимах электрического пробоя. В данной работе снимаются обратные ветви вольт-амперных характеристик с лавинным и туннельным типом пробоя.
Задания к лабораторной работе

Лабораторные исследования выполняются на плате П1 с технологической картой 1.4. Инструкции по выполнению заданий приведены на технологической карте.

Задание 1. Снять зависимость обратного тока от обратного напряжения для двух кремниевых p-n переходов в режимах электрического пробоя. Результаты измерений занести в таблицу 1.

Табл. 1

на технологичес-кой карте

Кремниевых p-n переход

1

Uобр

























Iобр,мА

























2

Uобр

























Iобр,мА


























Задание 2. По данным таблицы построить обратные ветви вольт-амперных характеристик кремниевых p-n переходов в режимах электрического пробоя. На графиках установить соответствие между характеристиками и типами пробоя – лавинным и туннельным. Объяснить свое решение.
Вопросы для допуска к работе

  1. Что является признаком пробоя p-n перехода?

  2. Какие виды пробоя наблюдаются в p-n переходах?

  3. Какие виды пробоя исследуются в лабораторной работе? Почему?

  4. Изобразить обратные ветви вольт-амперных характеристик в режиме лавинного и тунельного пробоя на одном графике.

  5. Объяснить порядок и методику выполнения работы.


Контрольные вопросы и задания к защите работы

  1. Чем отличаются друг от друга электрический и тепловой тип пробоя?

  2. Объяснить механизм увеличения тока при лавинном пробое. В каких p-n переходах наблюдается лавинный пробой?

  3. Объяснить механизм увеличения тока при туннельном пробое. В каких p-n переходах наблюдается туннельный пробой?

  4. Каково влияние температуры на величину пробивного напряжения при лавинном виде пробоя?

  5. Каково влияние температуры на величину пробивного напряжения при туннельном виде пробоя?.

Литература




  1. ПасынковВ.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы. – СПб.: Изд. «Лань», 2001. – 480 с.

  2. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. – М.: Высшая школа, 1991. – 622 с.

  3. Забродин Ю.С. Промышленная электроника. – М.: Высшая школа, 1982. – 622 с.

  4. Жеребцов И.П. Основы электроники. – Л.: Энергоатомиздат, 1985. – 352 с.


Содержание





Краткие теоретические сведения




3

Контакт двух полупроводников p- и n- типа




3

Параметры и характеристики несимметричного p-n перехода




3

Электронно-дырочный переход под прямым напряжением




7

Электронно-дырочный переход под обратным напряжением




9

Вольт-амперная характеристика реального p-n перехода




12

Лабораторная работа 1. Изучение контрольно–измерительной аппаратуры




17

Лабораторная работа 2. Исследование прямой ветви вольт-амперной характеристики p-n переходов с различной площадью переходов и шириной запрещенной зоны полупроводника




29

Лабораторная работа 3. Исследование обратной ветви вольт-амперной характеристики p-n переходов с различной площадью переходов и шириной запрещенной зоны полупроводника




31

Лабораторная работа 4. Исследование влияния температуры на вольт-амперную характеристику p-n перехода




33

Лабораторная работа 5. Исследования электрических режимов пробоя p-n перехода




35

Литература




36
1   2   3   4   5   6


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации