Курбатова Л.М.
г. Гомель, 2001
Приборы и принадлежности: Специальный блок питания измеряющий напряжение на своих клеммах и ток нагрузки, сдвоенный переключатель ножевого типа, панель с полупроводниками и соединительный провод.
1. Примесная проводимость в полупроводнике возникает, если некоторые атомы в кристалле полупроводника заменить другими атомами, валентность которых отличается от четырех. На рисунке условно изображена кристаллическая решетка кремния с примесью 5- валентного фосфора.
В образовании ковалентных связей участвуют только четыре валентных электрона атома фосфора, а пятый находится на валентном уровне, локализованном только около атома фосфора и попадающем в валентную зону кристалла. Этот уровень называется донорным так как с него электроны за счет энергии теплового движения могут легко переходить в свободную зону.
2. Если валентность примеси на единицу меньше, то трех валентных электронов не достаточно для образования всех ковалентных связей со всеми четырьмя соседями, поэтому одна из связей окажется неукомплектованной и в валентной зоне кристалла образуется дырка. При переходе на место дырки валентного электрона от соседнего атома к нему переходит дырка . Если в кристалле отсутствует электрическое поле то дырки хаотически перемещаются по кристаллу. При создании электрического поля на хаотическое движение зарядов накладывается направленное движение под действием сил поя. Полупроводник с таким типом проводимости называется полупроводником р-типа.
3. Валентная зона полупроводников n-типа полностью заполнена электронами а валентная зона полупроводников р-типа содержит дырки поэтому по валентным уровням часть электронов также диффундирует из материала n- типа в материал р- типа и там рекомбенирует с дырками. Таким образом в зоне контакта образуется двойной электрический слой из ионов которые не могут перемещаться по кристаллу. Между зарядами противоположных зраков создается электрическое поле которое обычно называется «потенциальным барьером» хотя логичнее это поле назвать полем барьера «Eбар».
Если с помощью источника ЭДС (батареи) создать p-n переход еще одно поле «Екст», сонаправленное с полем барьера, то в результате сложения полей электрическое поле барьера даже возрастет, а следовательно, возрастет противодействие переходу электронов через барьер. При этом возможен только небольшой ток, обусловленным тепловым явлениями и называемый обратным.
Схема подключения:
Ход работы.
1. Измеряем силу тока и напряжение проходящее через два диода при прямом и обратном включении все полученные данные заносим в таблицу:
|
Диод 1 |
Прямое включение |
Обратное включение |
|||||||||||
|
I, мА |
0 |
21,8 |
28,5 |
45,5 |
57,9 |
73,9 |
0 |
1,4 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
2,3 |
17,4 |
|
U, В |
0 |
0,8 |
0,9 |
1 |
1,1 |
1,2 |
0 |
0,1 |
0,5 |
4,3 |
5,3 |
6,6 |
6,9 |
|
Диод 2 |
Прямое включение |
Обратное включение |
|||||||||||
|
I, мА |
0 |
1,3 |
4 |
6,1 |
26,4 |
74,2 |
0 |
1,3 |
1,3 |
1,3 |
1,4 |
1,4 |
6,3 |
|
U, В |
0 |
0,1 |
0,5 |
0,7 |
0,9 |
1,1 |
0 |
0,1 |
0,3 |
0,7 |
2,3 |
5,1 |
6,1 |
2. По полученным данным строим две вольт-амперные характеристики диодов:
Вывод: По полученным данным мы изучили и сравнили вольт-амперные характеристики двух диодов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.