Файл: Лабораторная работа Исследование полупроводниковых диодов.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 68
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
0,5мА, 1мА, 3мА, 5мА, 10мА, 20мА, 30мА, 40мА, 50мА, 80мА. Занести полученные результаты в таблицу:
2.5. Исследование зависимости барьерной емкости p-n перехода полупроводникового диода от величины обратного напряжения.
Цель исследования – анализ и сравнение вольтфарадных характеристик универсального диода и варикапа.
Используя в качестве исследуемого диода VD6, собрать схему, приведенную на рис. 1.12. В данной схеме резистор
, сопротивлением порядка 1 МОм, служит для устранения шунтирования испытуемого диода со стороны источника питания, а разделительный конденсатор 
(1 мкФ) предотвращает попадание постоянного напряжения на измеритель емкости.
Рис. 1.12. Схема для исследования вольтфарадной характеристики обратной ветви ВАХ полупроводниковых диодов.
В связи с малостью обратного тока диода, напряжение на его зажимах с большей степенью точности будет совпадать с напряжением источника питания, несмотря на наличие резистора .
Перед началом выполнения данного пункта необходимо провести калибровку измерителя емкости Ф4320. для этого нажать на приборе кнопку “
” и убедиться, что стрелка отклоняется от символа “ 
”, расположенного в нижней части шкалы. В противном случае требуется сменить батареи питания. Нажать кнопку “
” и потенциометром, находящимся справа, установить стрелку прибора в положение, отмеченное аналогичным значком в верхней части шкалы.
Установить переключатель диапазона в положение 90пФ, ручку регулятора напряжения на лабораторном стенде перевести в крайнее левое положение (
). Нажать кнопку “L, C” прибора Ф4320 и произвести измерение емкости p-n перехода при нулевом обратном напряжении. В случае зашкаливания стрелки прибора перейти на более старший диапазон измерения емкости. Не отпуская кнопки “L, C” и устанавливая обратное напряжение равным 1В, 2В, 3В, 5В, 8В, 10В, 15В, 20В, 25В и 30В, произвести измерения емкости диода. Полученные данные занести в таблицу:
Провести цикл аналогичных измерений с варикапом VD7. Подключение варикапа в схему производить при отключенном лабораторном стенде.
Выполненные пункты лабораторной работы должны быть зафиксированы в рабочей тетради, в которой по окончании работы делается соответствующая запись преподавателя.
3. Обработка экспериментальных результатов.
3.1. Обработка результатов пунктов 2.1 и 2.2.
Для каждого из диодов построить на отдельных листах миллиметровки полную вольтамперную характеристику (совместно прямую и обратную ветви вольтамперной характеристики). Масштабы токов и напряжений выбираются для прямой ветви – 10мА/см; 0,2В/см, для обратной ветви – 10
20мкА/см; 3В/см. По графикам вольтамперных характеристик определить прямое динамическое
и статическое 
сопротивления диодов в точках: 
= 10мА, 30мА, 50мА и 100мА, используя соотношения:
,
.
Величину
брать равной 10мА (
5мА относительно заданного значения ).
Аналогичным образом определить динамическое обратное сопротивление диодов при
В, 
В (
В относительно заданной точки).
Построить графики зависимости и от величины прямого тока и график аналогичных зависимостей для p-n перехода, рассчитанных в ходе домашней подготовки. На одном листе миллиметровки построить семейство прямых ветвей вольтамперных характеристик диодов VD1 VD4 и отметить величины прямого напряжения 
при токе 
мА.
3.2. Обработка результатов пункта 2.3.
По осциллограммам для каждого из исследованных диодов определить:
1) амплитуду импульса обратного тока;
2) интервал высокой обратной проводимости;
3) время восстановления обратного сопротивления;
4) величину накопленного заряда неосновных носителей и заряда переключения
.
Рассчитать максимальную частоту следования входных импульсов при допустимых
значениях среднего обратного тока через диод, равных 1 и 10мА. Для расчетов воспользоваться формулой
.
Объяснить полученные результаты.
3.3. Обработка результатов пункта 2.4.
На одном листе миллиметровки построить графики прямой и обратной ветвей вольтамперной характеристики стабилитрона VD5. При построении прямой ветви выбрать масштаб по оси токов 20мА/см, по оси напряжений – 0,2В/см, а при построении обратной ветви соответственно 10 мА/см и 0,5 В/см.
По графику определить значение минимального тока стабилизации
и напряжение пробоя 
в точке перегиба обратной ветви вольтамперной характеристики. Рассчитать величины динамического сопротивления 
обратной ветви вольтамперной характеристики при токах 
= 10, 20, 30, 50 и 80мА по формуле:
.
При расчетах принять
мА (
5мА относительно заданной величины обратного тока). Построить график полученной зависимости.
3.4. Обработка результатов пункта 2.5.
На одном листе миллиметровки построить графики вольтфарадных характеристик диодов VD6, VD7. Определить коэффициенты перекрытия по емкости, приняв
В, 
В.
 (мА) | 0,3 | 0,5 | 1 | 3 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 80 |
 (В) | | | | | | | | | | | |
2.5. Исследование зависимости барьерной емкости p-n перехода полупроводникового диода от величины обратного напряжения.
Цель исследования – анализ и сравнение вольтфарадных характеристик универсального диода и варикапа.
Используя в качестве исследуемого диода VD6, собрать схему, приведенную на рис. 1.12. В данной схеме резистор
, сопротивлением порядка 1 МОм, служит для устранения шунтирования испытуемого диода со стороны источника питания, а разделительный конденсатор (1 мкФ) предотвращает попадание постоянного напряжения на измеритель емкости. Рис. 1.12. Схема для исследования вольтфарадной характеристики обратной ветви ВАХ полупроводниковых диодов.
В связи с малостью обратного тока диода, напряжение на его зажимах с большей степенью точности будет совпадать с напряжением источника питания, несмотря на наличие резистора
.Перед началом выполнения данного пункта необходимо провести калибровку измерителя емкости Ф4320. для этого нажать на приборе кнопку “
” и убедиться, что стрелка отклоняется от символа “ ”, расположенного в нижней части шкалы. В противном случае требуется сменить батареи питания. Нажать кнопку “
” и потенциометром, находящимся справа, установить стрелку прибора в положение, отмеченное аналогичным значком в верхней части шкалы.Установить переключатель диапазона в положение 90пФ, ручку регулятора напряжения на лабораторном стенде перевести в крайнее левое положение (
). Нажать кнопку “L, C” прибора Ф4320 и произвести измерение емкости p-n перехода при нулевом обратном напряжении. В случае зашкаливания стрелки прибора перейти на более старший диапазон измерения емкости. Не отпуская кнопки “L, C” и устанавливая обратное напряжение равным 1В, 2В, 3В, 5В, 8В, 10В, 15В, 20В, 25В и 30В, произвести измерения емкости диода. Полученные данные занести в таблицу:  (В) | 0 | 1 | 2 | 3 | 5 | 8 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
 (пФ) | | | | | | | | | | | |
Провести цикл аналогичных измерений с варикапом VD7. Подключение варикапа в схему производить при отключенном лабораторном стенде.
Выполненные пункты лабораторной работы должны быть зафиксированы в рабочей тетради, в которой по окончании работы делается соответствующая запись преподавателя.
3. Обработка экспериментальных результатов.
3.1. Обработка результатов пунктов 2.1 и 2.2.
Для каждого из диодов построить на отдельных листах миллиметровки полную вольтамперную характеристику (совместно прямую и обратную ветви вольтамперной характеристики). Масштабы токов и напряжений выбираются для прямой ветви – 10мА/см; 0,2В/см, для обратной ветви – 10
20мкА/см; 3В/см. По графикам вольтамперных характеристик определить прямое динамическое
и статическое сопротивления диодов в точках: = 10мА, 30мА, 50мА и 100мА, используя соотношения: , .Величину
брать равной 10мА ( 5мА относительно заданного значения ).Аналогичным образом определить динамическое обратное сопротивление диодов при
В, В ( В относительно заданной точки).Построить графики зависимости
и от величины прямого тока и график аналогичных зависимостей для p-n перехода, рассчитанных в ходе домашней подготовки. На одном листе миллиметровки построить семейство прямых ветвей вольтамперных характеристик диодов VD1 VD4 и отметить величины прямого напряжения при токе мА.3.2. Обработка результатов пункта 2.3.
По осциллограммам для каждого из исследованных диодов определить:
1) амплитуду импульса обратного тока;
2) интервал высокой обратной проводимости;
3) время восстановления обратного сопротивления;
4) величину накопленного заряда неосновных носителей и заряда переключения
.Рассчитать максимальную частоту следования входных импульсов при допустимых
значениях среднего обратного тока через диод, равных 1 и 10мА. Для расчетов воспользоваться формулой
.Объяснить полученные результаты.
3.3. Обработка результатов пункта 2.4.
На одном листе миллиметровки построить графики прямой и обратной ветвей вольтамперной характеристики стабилитрона VD5. При построении прямой ветви выбрать масштаб по оси токов 20мА/см, по оси напряжений – 0,2В/см, а при построении обратной ветви соответственно 10 мА/см и 0,5 В/см.
По графику определить значение минимального тока стабилизации
и напряжение пробоя в точке перегиба обратной ветви вольтамперной характеристики. Рассчитать величины динамического сопротивления обратной ветви вольтамперной характеристики при токах = 10, 20, 30, 50 и 80мА по формуле: .При расчетах принять
мА ( 5мА относительно заданной величины обратного тока). Построить график полученной зависимости.3.4. Обработка результатов пункта 2.5.
На одном листе миллиметровки построить графики вольтфарадных характеристик диодов VD6, VD7. Определить коэффициенты перекрытия по емкости, приняв
В, В.