Изучение работы полупроводникового диода (Лабораторная работа № 7), страница 2

Следует иметь в виду, что полупроводники могут выдержать обратное напряжение до определенного предела, после чего наступает пробой, подобный пробою диэлектрика.

Рис. 5. Конструкция германиевого диода

Схематично конструкция германиевого диода показана на рис. 5. В металлическом корпусе укреплен токоноситель 1, на конце которого укреплен кристалл германия 2, электрод 3 из индия соединен с выводом 4 проводником. Атомы капли индия 3, вплавленной в пластину германия 2, создают область р-n – перехода. Германий, имеющий n–проводимость образует с индием, имеющим р–проводимость, р-n – переход.

Выполнение работы

1. Проверьте электрическую цепь согласно схеме рис. 6.

Рис. 6. Электрическая схема лабораторной установки

U – источник постоянного напряжения; К –ключ для замыкания цепи; R – реостоат;

V – вольтметр; mA – миллиамперметр; П – переключатель полярности тока,

подводимого к полупроводниковому диоду; Д – исследуемый диод.

2. Ползунок реостата R установите в среднее положение. Замкните ключ К и установите напряжение 0,4 В. (напряжение меняйте через 0,4 В до 2,8 В). Замкните переключатель полярности тока П на короткое время и установить, какой ток идет – прямой или обратный. При этом стрелки приборов V и mA должны находиться в начале шкалы. В противном случае рабочий предел прибора для измерения тока необходимо изменить.

3. Изменяя положение ползунка реостата, устанавливайте значения напряжения на вольтметре и снимайте значения тока на миллиамперметре в прямом включении диода.

Полученные данные занесите в табл. 1.

4. Замените миллиамперметр микроамперметром. Ручку переключателя П установите в противоположное положение. Вновь меняя положение ползунка реостата, снимите значения напряжения на вольтметре и тока на микроамперметре при обратном включении в цепь диода.

Полученные данные занесите в табл. 1.

5. Постройте вольтамперную характеристику диода . При построении вольтамперной характеристики прямой ток и напряжение откладывайте на положительных осях, обратный ток и напряжение – на отрицательных, при этом масштабы для прямого и обратного токов диода неодинаковы (рис. 4).

Таблица 1

Номер опыта	Вольтамперная характеристика
	Прямое включение диода		Обратное включение диода
	Uпр, В	Iпр, мА	Uобр, В	Iобр, мкА
1	0,4		0,4
2	0,8		0,8
3	1,2		1,2
4	1,6		1,6
5	2,0		2,0
6	2,4		2,4
7	2,8		2,8

Контрольные вопросы

1. Объясните работу р-n – перехода.

2. Как зависит проводимость полупроводников от температуры? Почему?

3. Каков механизм дырочной и электронной проводимости?

4. Объясните влияние донорных и акцепторных примесей.

5. Каково важнейшее применение полупроводников?

6. Чем отличаются полупроводники от металлов и диэлектриков по своим электронным свойствам?

7. Во сколько раз сопротивление обратного перехода больше прямого?

8. Конструкция полупроводникового диода.

Библиографический список

1. Савельев И. В. Курс общей физики / И. В. Савельев. – М.: Наука, 1979. – Т. 3. – Гл. IX, XIII. – С. 197–204, 221–226 (Электропроводность металлов и полупроводников. § 57. Полупроводники. § 58. Собственная проводимость    полупроводников § 59. Примесная проводимость полупроводников. Контактные и термоэлектрические явления. § 64. Полупроводниковые диоды и триоды).

2. Грабовский Р. И. Курс физики / Р. И. Грабовский. – М.: Высш. шк., 1984. – Гл. XIII. С. 291–296 (Постоянный ток. § 89. Ток в полупроводниках. Собственная и примесная проводимости полупроводников. § 90. Запирающий слой. Полупроводниковые выпрямители, усилители и термоэлектрические     батареи).