Исследование прямой и обратной ветвей ВАХ плоскостного и точечного диодов. с использованием оптических рефлектометров

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения

                                            Кафедра «Радиотехника»

Лабораторная работа №1

«Исследование свойств полупроводникового диода»

  Работу выполнила студентка группы АС-316
  Позняк Надежда Николаевна, бригада 1

  Дата выполнения: 12.09.05г.

  Лабораторная работа выполняется на компьютере (пакет «Work bench»)

2005г.

Программа работы:

  1. Исследование прямой ветви ВАХ плоскостного и точечного диодов.
  2. Исследование обратной ветви ВАХ плоскостного и точечного диодов.
  3. Исследование частотных свойств плоскостного и точечного диодов.
  4. Исследование свойств варикапа.

Схема лабораторной установки:

  1. Исследование прямой ветви ВАХ плоскостного и точечного диодов.

E, мВ

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

I1, А

0

0,347

0,416

0,444

0,444

0,5

0,444

0,555

0,555

0,555

0,555

I2, А

0

0,014

0,028

0,056

0,056

0,111

0,111

0,111

0,111

0,111

0,111

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2

0,444

0,666

0,666

0,666

0,666

0,666

0,666

0,666

0,666

0,666

0,111

0,222

0,222

0,222

0,222

0,222

0,222

0,222

0,222

0,222

До некоторых пор кривая вольт-амперной характеристики реального полупроводника приближается к кривой идеализированного p-n-перехода.

При определенном значении напряжения (E=1,2) ток через переход перестает расти, т.к.  начинает ограничиваться не только сопротивлением перехода, но и сопротивлением толщи p- и n-областей полупроводника. Наступает ток насыщения.

  1. Исследование обратной ветви ВАХ плоскостного и точечного диодов.

Eобр, В

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

I1обр

0

-0,668

-0,67

-0,67

-0,67

-0,67

-0,67

-0,67

-0,67

-0,67

-0,67

I2обр

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

5,5

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

10

20

-0,67

-0,67

-0,67

-0,67

-0,67

-0,67

-0,67

-0,67

-0,67

-0,67

-0,67

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

-0,67

-0,67

-0,67

-0,67

-0,67

-0,67

-0,67

-0,67

-0,67

-650,1

0

0

0

-46,36

-95,98

-145,6

-195,3

-245

-294,7

-344,4

При увеличении обратного напряжения до некоторого предела обратный ток p-n-перехода увеличивается незначительно, при некотором критическом значении обратного напряжения происходит электрический пробой перехода. В плоскостном диоде он возникает в основном в результате ударной ионизации нейтральных атомов быстрыми носителями заряда. В поле перехода неосновные носители приобретают энергию, достаточную для ионизации. Возникают дополнительные парные заряды, увеличивающие обратный ток через переход. Такой пробой называют лавинным. В точечном диоде лавинный пробой не происходит т.к. носители за время дрейфа не успевают преобрести необходимую энергию, но возможен туннельный пробой: под действием электрического поля большой напряженности энергетические зоны в полупроводнике претерпевают сильный наклон, запрещенная зона сужается, в результате чего возрастает вероятность туннельного перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости.

Uобр

 
Также в полупроводниках при невысокой напряженности электрического поля и при протекании большого обратного тока возникает тепловой пробой, при условии, что отводимое от перехода в единицу времени тепло меньше выделяемого в нем тепла. Под действием теплового возмущения валентные электроны переходят в зону проводимости и еще больше увеличивают ток перехода. Это приводит к лавинообразному увеличению тока и пробою перехода.

  1. Исследование частотных свойств плоскостного и точечного диодов.

F, КГ

VД1

VД2

1

0,5

2

1

2

10

0,5

2

0,1

2

100

5

2

0,01

2

1000

0,5

2

0,5

2

На малых частотах оба диода исправно выпрямляют ток, но при увеличении частоты плоскостной диод начинает пропускать искажения. Это объясняется накоплением неосновных зарядов вблизи p-n-перехода, которые при изменении напряжения на обратное усиливают обратный ток.

Этих носителей тем больше, чем больше площадь p-n-перехода, следовательно выпрямительные свойства точечного диода сохраняются и при более высоких частотах.

  1. Исследование свойств варикапа.

Варикап [англ. varicap, от vari (able) - переменный и cap (acity) - ёмкость] - конденсатор в виде полупроводникового диода, ёмкость которого нелинейно зависит от приложенного к нему электрического напряжения. Эта ёмкость представляет собой барьерную ёмкость электронно-дырочного перехода и изменяется от единиц до сотен пф (у отдельных варикапов практически в 3-4 раза) при изменении обратного

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Электроника
Тип:
Отчеты по лабораторным работам
Размер файла:
430 Kb
Скачали:
0