Электротехника \ Электроника

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

Страницы работы

6 страниц (Word-файл)

Скачать файл

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:

Исследование прямой ветви ВАХ плоскостного и точечного диодов.
Исследование обратной ветви ВАХ плоскостного и точечного диодов.
Исследование частотных свойств плоскостного и точечного диодов.
Исследование свойств варикапа.

Схема лабораторной установки:

Исследование прямой ветви ВАХ плоскостного и точечного диодов.

E, мВ	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
I₁, А	0,347	0,416	0,444	0,444	0,5	0,444	0,555	0,555	0,555	0,555
I₂, А	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.

Исследование обратной ветви ВАХ плоскостного и точечного диодов.

Eобр, В	0,5	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5
I₁^обр	-0,668	-0,67	-0,67	-0,67	-0,67	-0,67	-0,67	-0,67	-0,67	-0,67
I₂^обр	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.

Исследование частотных свойств плоскостного и точечного диодов.

VД

F, КГ

VД1

VД2

0,5

0,1

100

0,01

1000

0,5

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.

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