DIODY.DOC

(81 KB) Pobierz
FIZYKA

Arkadiusz  Szachniewicz                                                                              wydzial: Elektronika

 

 

CWICZENIE 45

 

BADANIE WLASNOSCI DIOD POLPRZEWODNIKOWYCH

 

 

             

 

              Cwiczenie polega na zdjeciu charakterystyk pradowo napieciowych diod prostowniczczych i Zennera (w kierunku przewodzenia i zaporowym).

 

Budowa diody:

             

 

              Dioda jest elementem elektronicznym zbudowanym z dwoch polprzewodnikow (typu p i typu n). Wlasciwie jest to miejsce zetkniecia sie tych dwoch polprzewodnikow.

              Polprzewodnik typu p posiada atomy czterowartosciowe i atomy trojwartosciowe. W wyniku tego wystepuja "braki" elektronow. Sa to dziury (nadmiarowe nosniki wiekszosciwe). Prad w tym polprzewodniku sklada sie praktycznie tylko z dziur.

              W polprzewodniku typu n sytuacja jest podobna, lecz sa tu atomy o wartosciowosci 5. W wyniku tego wystepuje nadmiar elektronow. Sa to nadmiarowe nosniki wiekszosciwe dla tego typu polprzewodnika. Prad w tym polprzewodniku sklada sie praktycznie tylko z elektronow.

              Dzialanie diody jest nastepujace:

W miejscu styku dwoch roznych polprzewodnikow tworzy sie bariera potencjalow (spowodowana roznica ladunkow atomow domieszki obu polprzewodnikow).

              Polaryzacja diody w kierunku przewodzenia powoduje odlozenie sie najwiekszego napiecia na zlaczu (najwieksza opornosc) w wyniku tego napiecie na zlaczu maleje, maleje szerokosc obszaru zubozonego i maleje natezenie pola elektrycznego w zlaczu. Po oslabieniu pola nosniki wiekszosciowe beda mogly pokonywac zlacze ruchem dyfuzyjnym, a w obwodzie zewnetrznym poplunie znaczny prad.

              Polaryzacja diody w kierunku zaporowym powoduje:

1. Zwiekszenie szerokosci obszaru zubozonego gdyz przylozone napiecie odklada sie przede wszystkim na zlaczu.

2. Zwiekszenie pola elektrycznego w zlaczu i skuteczne zachamowanie dyfuzyjnego ruchu nosnikow wiekszosciowych juz przy napieciu 0.1V .

3. Pojawienie sie w obwodzie zewnetrznym niewielkiego pradu pochodzacego od dryftowego ruchu nosnikow mniejszosciowych. Prad ten posiada mala wartosc gdyz koncentracje nosnikow nmniejszosciowych sa male, a srednia predkosc nosnikow rowniez jest mala.

              Przy zwiekszaniu napiecia wstecznego diody dochodzi do przebicia zlacza. W diodach prostowniczych jest to zjawisko nieodwracalne (wystepuje tu przebicie cieplne), natomiast w diodach Zennera jest to zjawisko odwracalne poniewaz wystepuje tu przebicie lawinowe    (Uz > 6V) i przebicie tynelowe (Uz < 8V). Przebicie lawinowe polega na wybiciu elektronow z sieci krystalicznej polprzewodnika poprzez bombardowanie jej innymi elektronami (o duzej szybkosci - rozpedzone przez pole elektryczne). Przebicie tunelowe polega na wyrwaniu elektronow z sieci krystalicznej przez podanie batdzo dyzego pola elektrycznego.

 

Pomiary:

Diody prostownicze:

 

Dioda germanowa:

Kierunek przewodzenia:

L.p.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

U [V]

0.056

0.08

0.12

0.16

0.20

0.24

0.28

0.32

0.36

0.40

I[mA]

0.066

0.148

0.425

0.040

2.31

4.63

8.53

14.11

21.6

30.6

Kierunek zaporowy:

L.p.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

U[V]

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

I[mA]

12.7

13.1

13.8

14.2

14.6

15.0

15.4

16.1

16.8

17.7

 

Dioda krzemowa:

Kierunek przewodzenia:

L.p.

1

2

3

4

5

6

...

Zgłoś jeśli naruszono regulamin