Исследование явления электрического пробоя p-n перехода
Электрический пробой как лавинный пробой, связанный с тем, что носитель заряда на длине свободного пробега приобретает энергию, достаточную для ионизации молекул кристаллической решётки. Вольтамперная характеристика электрического пробоя p-n перехода.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.12.2015 |
| Размер файла | 624,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Башкирский государственный университет
Физико-технический институт
Кафедра инфокомуникационных технологий и наноэлектроники
Лаборатория «Физические основы электроники»
Отчет по лабораторной работе
«Исследование явления электрического пробоя p-n перехода»
Выполнил:
студент группы 2ИТСС
Рямова Н.Р.
Проверил:
Гарифуллин Н.М.
Цель работы: изучение вольтамперной характеристики электрического пробоя p-n перехода, определение параметров пробоя.
Схемы для снятия вольтамперной характеристики стабилитрона при прямом (a) и обратном (б) включении:
Паспортные данные исследуемых приборов:
КС447А кремниевый, средней мощности
· Минимальное напряжение стабилизации 4 В
· Номинальное напряжение стабилизации - 4,7 В
· Максимальное напряжение стабилизации - 5,3 В
· Ток стабилизации стабилитрона - 30 мА
· Температурный коэффициент напряжения стабилизации стабилитрона - -0,08 %/С
· Временная нестабильность напряжения стабилизации стабилитрона ±1,5 мкс электрический пробой вольтамперный
· Дифференциальное сопротивление стабилитрона30 Ом
· Минимально допустимый ток стабилизации стабилитрона 3 мА
· Максимально допустимый ток стабилизации стабилитрона 159 мА
· Прямая рассеивая мощность 1 Вт
· Рабочий диапазон температуры -60...+ 100о
КС510А кремниевый, планарный, средней мощности
· Минимальное напряжение стабилизации 8,2 В
· Номинальное напряжение стабилизации - 10 В
· Максимальное напряжение стабилизации - 11 В
· Ток стабилизации стабилитрона - 5 мА
· Температурный коэффициент напряжения стабилизации стабилитрона - 0,1 %/С
· Временная нестабильность напряжения стабилизации стабилитрона ±1,5 мкс
· Постоянное прямое напряжение 1 (50) В
· Дифференциальное сопротивление стабилитрона 200 Ом
· Минимально допустимый ток стабилизации стабилитрона 1 мА
· Максимально допустимый ток стабилизации стабилитрона 79 мА
· Прямая рассеивая мощность 1 Вт
· Рабочий диапазон температуры -60...+100о
Результаты измерения стабилитрона КС447А при прямом включении:
Таблица 1
|
U,B |
0 |
0,412 |
0,457 |
0,475 |
0,488 |
0,498 |
0,522 |
0,547 |
0,568 |
0,57 |
0,575 |
|
|
I,mA |
0 |
0,02 |
0,04 |
0,06 |
0,08 |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1 |
|
|
0,586 |
0,608 |
0,620 |
0,628 |
0,634 |
0,657 |
0,671 |
0,685 |
0,692 |
0,698 |
|||
|
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
Результаты измерения диода КС510А при прямом включении:
Таблица 2
|
U,B |
0 |
0,520 |
0,544 |
0,555 |
0,563 |
0,570 |
0,587 |
0,607 |
0,617 |
0,624 |
0,630 |
|
|
I,mA |
0 |
0,02 |
0,04 |
0,06 |
0,08 |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1 |
|
|
0,641 |
0,660 |
0,671 |
0,677 |
0,683 |
0,693 |
0,713 |
0,724 |
|||||
|
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
20 |
40 |
60 |
Результаты измерения стабилитрона КС447А при обратном включении:
Таблица 3
|
U,B |
0 |
-1,823 |
-2,20 |
-2.34 |
-2,44 |
-2,54 |
-2,68 |
-2,98 |
-3,13 |
-3,24 |
-3,33 |
|
|
I,mA |
0 |
-0,02 |
-0,04 |
-0,06 |
-0,08 |
-0,1 |
-0,2 |
-0,4 |
-0,6 |
-0,8 |
-1 |
|
|
-3,46 |
-3,72 |
-3,88 |
-3,97 |
-4,07 |
-4,17 |
-4,4 |
-4,5 |
-4,57 |
-4,64 |
|||
|
-2 |
-4 |
-6 |
-8 |
-10 |
-20 |
-40 |
-60 |
-80 |
-100 |
Результаты измерения стабилитрона КС510А при обратном включении:
Таблица 4
|
U,B |
0 |
-9,33 |
-9,36 |
-9,38 |
-9,39 |
-9,40 |
-9,34 |
-9,36 |
-9,37 |
-9,39 |
-9,4 |
|
|
I,mA |
0 |
-0,2 |
-0,4 |
-0,6 |
-0,8 |
-1 |
-2 |
-4 |
-6 |
-8 |
-10 |
|
|
-9,36 |
-9,36 |
-9,38 |
||||||||||
|
-20 |
-40 |
-60 |
Рис. 1. Вольтамперные характеристики исследуемых стабилитронов при прямом включении:
Рис.2. Вольтамперная характеристика исследуемых стабилитронов при обратном включении:
Рассчитаем дифференциальное сопротивление и коэффициент стабилизации стабилитрона КС447А около рабочего тока в точке A (рис. 2)
I=-40mA Uст=-4,4 B
R=
Kст=
Рассчитаем дифференциальное сопротивление и коэффициент стабилизации стабилитрона КС510А около рабочего тока в точке B (рис. 2)
I=-30mA Uст=-9,4 B
R=
Kст=
Вывод: В данной лабораторной работе я изучила вольтамперную характеристику электрического пробоя p-n перехода, определила параметры двух кремниевых стабилитронов КС447А и КС510А. Собирали схему для того чтобы снять ВАХ-ки стабилитронов при прямом и обратном включении. Построила графики зависимости I(U).
После снятия ВАХ, используя графики, я определила значения тока ДI и соответствующего ему напряжения ДU и по формуле R=нашла значения дифференциального сопротивления для стабилитронов при обратном включении. Также с помощью формулы Kст= рассчитала коэффициенты стабилизации стабилитронов
При обратном включении:
1)Для стабилитрона КС447А: R=6,6 Oм, Кст=0,04
2)Для стабилитрона КС510А: R=10 Ом, Кст=0,02
Все полученные значения удовлетворяют паспортным данным, используемых стабилитронов. Дифференциальное сопротивление стабилитрона КС447А может достигать до 30 Ом, а КС510А до 200 Ом. КС447А получили значение Uст=4,4В,которое входит в область допустимых значений ,а для стабилизатора КС510А составляет Uст=9,4В
В стабилитроне КС447А наблюдается туннельный пробой, а лавинный пробой можно увидеть в стабилитроне КС510А. Потому что туннельный пробой возникает обычно в приборах с узким p-n-переходом, где при сравнительно невысоком обратном напряжении (до 5 В) создается большая напряженность электрического поля. А лавинный пробой возникает в полупроводниках у которых большая ширина p-n перехода и сравнительно высокое обратное напряжение (от 7 В).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Предпочтительные направления пробоя в диэлектриках с кристаллической решёткой. Рост силы тока, сопровождающей пробой, по экспоненциальному закону, характерному для процесса образования лавины. Медленные электроны как основные активные агенты ионизации.
реферат [422,5 K], добавлен 22.04.2015Изучение методов испытания изоляции, пробоя воздушного промежутка при различной форме электродов. Проверка электрической прочности трансформаторного масла. Описание испытательной установки АИИ-70 для создания напряжений постоянного и переменного токов.
лабораторная работа [270,1 K], добавлен 02.11.2014Принцип действия генератора импульсного напряжения. Характеристики вакуумных разрядников, условия развития пробоя. Исследование электрической прочности РВУ-43, РВУ-53. Расчеты распределения электрического поля в них при помощи программного пакета Comsol.
дипломная работа [8,7 M], добавлен 14.02.2014Физический смысл и практическое значение пробоя. Определение диэлектрика пластмасса. Классификация проводниковых материалов, показатели для бериллиевой бронзы. Вольтамперная характеристика тринистора. Свойства, преимущества и недостатки альсиферов.
контрольная работа [255,3 K], добавлен 05.11.2010Физика явлений, происходящих в газовых разрядах с непрерывным и импульсным подводом электрической энергии, как основа лазерных технологий. Виды, свойства и характеристики разрядов. Разряд униполярного пробоя газа, его вольт-амперные характеристики.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 25.02.2013Работа сил электрического поля при перемещении заряда. Циркуляция вектора напряжённости электрического поля. Потенциал поля точечного заряда и системы зарядов. Связь между напряжённостью и потенциалом электрического поля. Эквипотенциальные поверхности.
реферат [56,7 K], добавлен 15.02.2008Электрический пробой газов и диэлектриков. Вольт-секундные характеристики изоляции. Разработка импульсного генератора высоких напряжений. Моделирование и построение математической модели, позволяющей проводить расчет электрического разряда в жидкости.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 26.11.2011Фундаментальные взаимодействия в природе. Взаимодействие электрических зарядов. Свойства электрического заряда. Закон сохранения электрического заряда. Формулировка закона Кулона. Векторная форма и физический смысл закона Кулона. Принцип суперпозиции.
презентация [1,1 M], добавлен 24.08.2015Роль затравочных электронов лавины. Набор энергии электроном в осциллирующем поле. Пороги пробоя и зависимость от давления. Физические представления об оптическом пробое идеальных диэлектриков. Его тепловой механизм. Влияние первичных электронов.
реферат [547,2 K], добавлен 26.08.2015Электрический заряд и закон его сохранения в физике, определение напряженности электрического поля. Поведение проводников и диэлектриков в электрическом поле. Свойства магнитного поля, движение заряда в нем. Ядерная модель атома и реакции с его участием.
контрольная работа [5,6 M], добавлен 14.12.2009Формы электрических полей. Симметричная и несимметричная система электродов. Расчет максимальной напряженности кабеля. Виды и схема развития пробоя твердого диэлектрика. Характеристики твердой изоляции. Зависимость пробивного напряжения от температуры.
контрольная работа [91,5 K], добавлен 28.04.2016Элементарный электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Напряженность электрического поля. Напряженность поля точечного заряда. Линии напряженности силовые линии. Энергия взаимодействия системы зарядов. Циркуляция напряженности поля.
презентация [1,1 M], добавлен 23.10.2013Понятие электрического заряда, единица его измерения. Закон сохранения алгебраической суммы заряда в замкнутой системе. Перераспределение зарядов между телами при их электризации. Особенности взаимодействия зарядов. Основные свойства электрического поля.
презентация [185,5 K], добавлен 07.02.2015Понятие электрического тока. Поведение потока электронов в разных средах. Принципы работы вакуумно-электронной лучевой трубки. Электрический ток в жидкостях, в металлах, полупроводниках. Понятие и виды проводимости. Явление электронно-дырочного перехода.
презентация [2,3 M], добавлен 05.11.2014Изучение физических свойств и явлений, описывающих протекание электрического тока в газах. Содержание процесса ионизации и рекомбинации газов. Тлеющий, искровой, коронный разряды как виды самостоятельного газового разряда. Физическая природа плазмы.
курсовая работа [203,2 K], добавлен 12.02.2014Понятие электрического тока и условия его возникновения. Сверхпроводимость металлов при низких температурах. Понятия электролиза и электролитической диссоциации. Электрический ток в жидкостях. Закон Фарадея. Свойства электрического тока в газах, вакууме.
презентация [2,9 M], добавлен 27.01.2014Взаимодействие лазерного излучения с атомами. Пробой жидкостей под действием лазерного излучения. Туннельный эффект в лазерном поле. Модель процессов ионизации вещества под воздействием лазерного излучения. Методика расчета погрешностей измерений.
дипломная работа [7,4 M], добавлен 10.09.2010Образование электрического тока, существование, движение и взаимодействие заряженных частиц. Теория появления электричества при соприкосновении двух разнородных металлов, создание источника электрического тока, изучение действия электрического тока.
презентация [54,9 K], добавлен 28.01.2011Поиск местонахождения точки заряда, отвечающей за его устойчивое равновесие. Нахождение зависимости напряженности электрического поля, используя теорему Гаусса. Подбор напряжения и заряда на каждом из заданных конденсаторов. Расчет магнитной индукции.
контрольная работа [601,8 K], добавлен 28.12.2010Электромагнитное поле. Система дифференциальных уравнений Максвелла. Распределение потенциала электрического поля. Распределения потенциала и составляющих напряженности электрического поля и построение графиков для каждого расстояния. Закон Кулона.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.05.2016
