Файл: Описание лабораторных работ.pdf

n

(логарифмический масштаб)

3 2

1

Nd

Рис. 2. Температурная зависимость концентрации свободных носителей заряда

Значение подвижности рассчитывается по формуле (1.2), а затем по формулам (1.8) и (1.9) рассчитать необходимые величины.

При домашней подготовке необходимо ознакомиться с температурными зависимостями в диодах ([1] – с. 33-53, 117-128? [2]).

Предварительное расчетное задание

1.Провести расчет υk, Is и rб диодов на основе германия и кремния при 250,

300 и 350 К.

2.Рассчитать и построить ВАХ диодов при 250, 300 и 350 К с учетом сопротивления базы.

Данные к расчету

Взять из задания к типовому расчету согласно номера в журнале

Рабочее задание

1.Занести в протокол тип, маркировку и приводимые в справочнике основные электрические параметры исследуемых диодов.

2.Измерить прямую и обратную ветви ВАХ диодов, результаты занести в

таблицы.

3.Построить графики ВАХ диодов в линейных масштабах по осям.

Анализ результатов измерений

1.Графически оценить значение υk.

2.Сравнить экспериментально полученные ВАХ диодов с рассчитанными, объяснить различия.

Контрольные вопросы

1.Объясните зависимость от температуры концентрации носителей и положения уровня Ферми.

2.Объясните зависимость подвижности от температуры и концентрации ионов

примеси.

3.Объясните электропроводность полупроводников и ее зависимость от температуры. Определение Eg по температурным зависимостям электропроводности.

4.Какие параметры диода изменяются при повышении температуры?

Лабораторная работа № 3

Изучение статических характеристик биполярного транзистора, включенного по схеме с общей базой

Цель работы: изучение принципа работы биполярного транзистора.

Биполярный транзистор – это полупроводниковый прибор с двумя p-n- переходами и тремя или более выводами, усилительные свойства которого обусловлены явлениями инжекции и экстракции неосновных носителей заряда. Биполярный транзистор – активный прибор, так как он позволяет осуществлять усиление мощности.

Биполярный транзистор состоит из трех областей чередующегося типа электропроводности (рисунок 3.1), которые образуют два p-n-перехода, расположенных в непосредственной близости один от другого. В зависимости от порядка расположения областей различают p-n-p и n-p-n-транзисторы. Условное обозначение транзистора показано на рисунке 3.2. В активном режиме работы транзистора (режиме усиления мощности) на эмиттерный переход подается прямое смещение, а на коллекторный переход – обратное.

В p-n-p-транзисторе эмиттерный p-n-переход при прямом смещении инжектирует дырки из эмиттера в базовую область транзистора. Как правило, концентрация

легирующей примеси в эмиттере значительно больше, чем в базе, в этом случае ток дырок Iэp, инжектируемых в базу, практически равен полному току эмиттера Iэ. Эффективность

эмиттера характеризуется коэффициентом инжекции γ = Iэp /Iэ, который должен быть близок к единице.

Часть дырок, инжектированных эмиттером, будет рекомбинировать в базе с

электронами. Если толщина базы w много меньше диффузионной длины дырок в базе Lp, то большинство дырок дойдет до коллектора. Коллекторный переход смещен в обратном направлении, поэтому все дырки, дошедшие до ОПЗ коллектора, будут захвачены электрическим полем перехода и переброшены в квазинейтральную область коллектора – произойдет экстракция дырок коллектором. Эффективность перемещения неосновных

носителей через базу характеризуется коэффициентом переноса ж = Iкp /Iэp, где Iкp – ток дырок, достигающих границы ОПЗ коллекторного перехода. Значение κ в транзисторе

с малым отношением w/Lp близко к единице.

При токе эмиттера Iэ = 0 через коллекторный переход протекает обратный ток, обусловленный приложенным к нему обратным напряжением, как в изолированном p-n-

где αN = γ ж – коэффициент передачи тока эмиттера при нормальном включении, т.е.,

когда эмиттер инжектирует электроны, а коллектор – собирает. (Возможен и инверсный режим, когда коллектор инжектирует электроны, а эмиттер – собирает.)

Транзистор может быть включен по схеме с общей базой ОБ (базовый вывод на земле, он является общим для входной и выходной цепей), с общим эмиттером и общим коллектором. Схемы включения транзистора показаны на рисунке 3.3.

Рис. 3.3. Схемы включения транзистора

Зависимостью Iк (Uкб) при постоянном Iэ определяется семейство выходных ВАХ (рисунок 3.4,а) транзистора с общей базой. Семейство входных ВАХ (рисунок 3.4,б)