Полупроводниковые диоды
Диод как двухэлектродный полупроводниковый прибор, состоящий из одного p-n перехода. Вольт-амперная характеристика p-n перехода. Синтез схемы для снятия ВАХ прямой ветви диода в Мультисим 14. Схема для снятия ВАХ обратной ветви диода. Поиск пробоя.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.06.2022 |
| Размер файла | 882,7 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/
Лабораторная работа № 1
Полупроводниковые диоды
Цель работы: исследование вольтамперных характеристик полупроводниковых диодов.
Введение
Диод - двухэлектродный полупроводниковый прибор, состоящий из одного p-n перехода. Основная его функция -- это проводить электрический ток в одном направлении, и не пропускать его в обратном. Он представляет собой двухслойный полупроводниковый прибор, в котором один слой является полупроводником p-типа, другой n-типа. Область между слоями называется электронно-дырочным или p-n переходом. Подробное описание работы р-п перехода было приведено в лекции по теме 1.
Вольт-амперная характеристика (ВАХ)p-n перехода описывается выражением:
где IS- тепловой ток;
V - приложенное напряжение;
VT - тепловой потенциал или контактная разность потенциалов (для кремниевых диодов она равна 26 мВ, для германиевых 34мВ).
Полупроводниковый диод как прибор объединяет в себе p- n переход и омическое сопротивление p и n областей и омических контактов (выводов rprn)как показано на рисунках выше. На начальном участке ВАХ характеризуется экспоненциальной зависимостью, а далее при достижении порогового значения Uпорстановится линейной и определяется величиной сопротивления r0 = rp+rn.
На обратном участке ВАХ при превышении некоторого значения напряжения Uпроб образуется состояние пробоя, представляющего собой неконтролируемое лавинообразное нарастание обратного тока. Приводит к выходу диода из строя. Существует несколько видов пробоя: тепловой, лавинный, туннельный.
Выполнение лабораторной работы
1. Выбрать вариант диода из таблицы 1.
|
№ п\п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
Диод |
1N3491 |
1N3492 |
1N3493 |
1N3494 |
1N3495 |
1N3491 |
1N3781 |
2. Синтезировать схему для снятия ВАХ прямой ветви диода в Мультисим 14:
Синтез схемы:
1. Откроем Мультисим 14:
2. Нажмем «Pace >Component>Diodes>Diode> выбор элемента схемы - диода 2N3879>Ок>
>клик правой кнопкой мыши>Rotate 900 clockwise (поворот 900)>клик правой кнопкой мыши
>кликнаProperties>Editpackage>Select from database>Select>Ok>Ok.
Элемент должен окрасится в синий цвет. Это означает, что элемент будет опознан программой моделирования. Это нужно делать со всеми элементами «Basic».Так вносим все элементы в схему. Следующий элемент, например, потенциометр.
Так устанавливаем все элементы схемы. Источник питания - из раздела «Sources». В этом же разделе находится «Ground»
Устанавливаем измерительные приборы: амперметр и вольтметр из этого же списка.
3. В итоге получим:
4. Далее надо соединить все элементы: подвести указатель мыши к месту соединения > клик на левую кнопку>навести на место соединения>клик на левую кнопку. Так соединить все элементы.
5. И запустить схему (моделирование), кликнув левой кнопкой на зеленый треугольник
6. Тогда увидим результат:
7. Передвигая движок потенциометра изменяем подаваемое напряжение питания:
Таким образом, построим ВАХ по точкам.
Таким же образом построим обратную ветвь ВАХ.
На прямой ветви ток должен изменяться в пределах от 0 до 100 мА. Данные измерений занести в таблицу:
Прямая ветвь ВАХ
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
||
|
U,В |
||||||||||
|
I,mА |
Рассчитать прямую ветвь ВАХ в соответствии с выражением:
Величина может быть определена по обратной ветви ВАХ при для кремневых диодов (она может составлять величину порядка 10-9А) и -23 мВ для германиевых.
3. Синтезировать схему для снятия ВАХ обратной ветви диода в Мультисим 14:
На обратной ветви должен быть виден участок пробоя.
Данные измерений занести в таблицу:
Обратная ветвь ВАХ
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
||
|
U,В |
||||||||||
|
I,мA |
Содержание отчета
полупроводниковый диод двухэлектродный схема
1. Схемы исследуемых электронных цепей.
2. Графики ВАХ в прямом и обратном направлении. Могут быть построены на отдельных графиках в Wordили MathCad.
3. Определенное путем проведения касательной значение Uпор.
4. Рассчитанное по ВАХ дифференциальное сопротивление диода r = ДU/ДI.
5. Выводы по работе.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Диод как электропреобразовательный полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя выводами. Его вольт-амперная характеристика. Основные типы диодов: выпрямительные, высокочастотные, переключающие, стабилитроны, сарикапы и диоды Шотки.
реферат [1017,8 K], добавлен 22.02.2015Полупроводниковые приборы. Выпрямительные свойства диодов. Динамический режим работы диодов. Принцип действия диода. Шотки, стабилитроны, стабисторы, варикапы. Туннельные диоды. Обращённый диод. Статическая характеристика и применение обращённого диода.
реферат [515,0 K], добавлен 14.11.2008Диоды на основе электронно-дырочного перехода. Режимы работы диода. Технология изготовления электронно-дырочного перехода. Анализ диффузионных процессов. Расчет максимальной рассеиваемой мощности корпуса диода. Тепловое сопротивление корпуса диода.
курсовая работа [915,0 K], добавлен 14.01.2017Предельные эксплуатационные параметры полупроводникового прибора КД409А. Поиск напряжения пробоя транзистора. Электрический расчет схемы автоколебательного симметричного мультивибратора. Полупроводниковые диоды, их виды, конструкция и параметры.
контрольная работа [694,5 K], добавлен 22.03.2015Вольтамперная характеристика выпрямительного диода на постоянном токе для прямой ветви. Схема диода Шоттки с осциллографом на переменном токе. Изучение диодных ограничителей с нулевыми пороговым значением. Схема диодных ограничителей со стабилитронами.
лабораторная работа [902,0 K], добавлен 08.06.2023Принцип работы и устройства варикапа. Характеристики р-n-перехода полупроводникового диода. Вольтамперные характеристики p-n перехода. Физическая природа емкости полупроводникового диода (варикапа). Зависимость барьерной емкости от постоянного напряжения.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 15.02.2016Полупроводниковый диод и его применение. Р-n-переход при внешнем напряжении, приложенном к нему. Полупроводниковые диоды, их вольтамперные характеристики. Параметры и структура стабилитронов, их маркировка и переходные процессы. Емкость p-n перехода.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 12.02.2016Анализ конструктивных особенностей полупроводниковых диодов. Диодные матрицы и сборки. Структура диода Ганна с перевернутым монтажом. Основные ограничители напряжения. Расчет характеристик диода Ганна. Смесительные и переключательные СВЧ-диоды.
курсовая работа [365,9 K], добавлен 18.12.2009Электропреобразовательный полупроводниковый прибор с одним электрическим переходом и двумя выводами. Выпрямительные диоды. Полупроводниковый стабилитрон. Туннельные и обращенные диоды. Варикапы. Расчет электрических цепей с полупроводниковыми диодами.
лекция [570,9 K], добавлен 19.11.2008Закономерности протекания тока в p–n переходе полупроводников. Построение вольтамперных характеристик стабилитрона, определение тока насыщения диода и напряжения пробоя (напряжения стабилизации). Расчет концентрации основных носителей в базе диода.
лабораторная работа [171,4 K], добавлен 27.07.2013Работа полупроводниковых электронных приборов и интегральных микросхем. Некоторые положения и определения электронной теории твердого тела. Кристаллическое строение полупроводников. Электронно-дырочный переход. Вольтамперная характеристика п-р перехода.
лекция [196,9 K], добавлен 15.03.2009Технология изготовления полупроводниковых диодов, структура, основные элементы и принцип действия. Процесс образования p-n перехода, его односторонняя проводимость. Электрофизические параметры электро-дырочных переходов. Контактная разность потенциалов.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 28.01.2015Расчет характеристик параметров кремниевого диода. Составление и характеристика элементов схемной модели для малых переменных сигналов. Структура диода и краткое описание его получения, особенности исследования зависимости барьерной ёмкости от Uобр.
курсовая работа [80,1 K], добавлен 24.01.2012Зависимость кондактанса от напряжения смещения для двухбарьерной гетероструктуры. Размеры слоев двухбарьерной квантовой структуры. Энергетическая диаграмма резонансно-туннельного диода с приложенным напряжением смещения. Методы измерения ВФХ РТД.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 01.02.2012Составление измерительных схем для снятия характеристик опто-электронных приборов, содержащих p-n-переходы; регистрация напряжений и токов. Значения параметров цепи, получение ВАХ p-n-перехода, определение параметров перехода, моделирование работы схемы.
лабораторная работа [459,4 K], добавлен 23.12.2011Изучение свойств германиевого и кремниевого выпрямительных полупроводниковых диодов при изменении температуры окружающей среды. Измерение их вольт-амперных характеристик и определение основных параметров. Расчет дифференциального сопротивления диода.
лабораторная работа [29,7 K], добавлен 13.03.2013Характеристика выпрямительного диода, стабилитрона, биполярного транзистора. Электрические параметры полупроводникового прибора, предельные эксплуатационные данные. Определение параметров полупроводников по их статическим вольтамперным характеристикам.
контрольная работа [883,8 K], добавлен 09.11.2010Расчет контактной разности потенциалов для р-n перехода. Вычисление сопротивления полупроводникового диода постоянному току. Балластное сопротивление и изменение напряжения источника питания. Температурный коэффициент напряжения стабилизации стабилитрона.
практическая работа [25,9 K], добавлен 07.03.2013Проводники, диэлектрики и полупроводниковые материалы. Строение и свойства фото-, светодиодов, транзисторов, термисторов, их классификация, вольт-амперная характеристика, применение в автомобильных электрических системах. Преимущества цифровых схем.
презентация [4,1 M], добавлен 12.12.2013Полупроводники и их физические свойства. Генерация и рекомбинация свободных носителей заряда. Влияние донорных и акцепторных примесей. Понятие р-п -перехода и факторы, влияющие на его свойства. Полупроводниковые диоды и биполярные транзисторы, их виды.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 19.03.2011
