Тема: “ Исследование свойств полупроводниковых диодов”
Факультет: ЭлМ
Выполнили студенты группы 22-702:
Усов М.С,
Васильев А.С.
Епанешников И.А.
Проверил: Иванов Е.А.
Псков
Цель работы: Исследование выпрямительных свойств полупроводниковых диодов на основе германия, кремния и селена в зависимости от температуры окружающем среды.
1. Для снятия вольтамперных характеристик полупроводниковых диодов собирается схема рис.1.
Рис.1 Схема установки для снятия вольтамперных характеристик выпрямителей.
К1 - ключ для подачи питания на схему; Тр - трансформатор разделительный с двумя выходными обмотками; R1 - сопротивление, включенное потенциометром, для регулирования напряжения при снятии прямых вольтамперных характеристик; R2 - сопротивление, включенное потенциометром, для регулирования напряжения при снятии обратных вольтамперных характеристик;
В1, В2 - выпрямляющие элементы блока питания схемы; С1, С2 - фильтрующие конденсаторы;
V1 - вольтметр для измерения прямого падения на диоде; V2 - вольтметр для измерения обратного напряжения, приложенного к диоду; mA и mА - миллиамперметр и микроамперметр для измерения прямых и обратных токов; П - переключатель диодов; К2 - ключ для изменения направления тока в испытуемом выпрямителе; 1, 2, 3 - соответственно кремневый германиевый и селеновый выпрямители.
2. Таблица результатов снятия вольтамперных характеристик (прямых и обратных ветвей) при комнатной и повышенной температуре для различных образцов выпрямителей в виде таблицы 1.
Таблица 1
Iпр,mа
Uпр, В
Uобр, В
Iобр, mка
tкомн
40 гр.С
60 гр.С
tкомн
40 гр.С
60 гр.С
1. Кремниевый выпрямитель.
0,38
0,32
-
0,5
-
0,39
0,33
-
1,5
-
0,41
0,35
-
3,5
-
0,42
0,37
-
2,5
4,5
-
0,43
0,39
-
-
0,45
0,42
-
3,5
12,5
-
0,46
0,43
-
22,5
-
0,47
0,45
-
37,5
-
0,49
0,47
-
-
0,5
0,48
-
42,5
-
2. Германиевый выпрямитель.
0,12
0,1
-
-
0,16
0,11
-
-
0,18
0,14
-
24,5
-
0,19
0,15
-
25,0
-
0,21
0,17
-
-
0,23
0,20
-
27,0
-
0,25
0,23
-
28,5
-
0,27
0,24
-
-
0,28
0,26
-
32,5
-
0,3
0,29
-
-
Uпр, В
Iпр, mа
Uобр, В
Iобр, mка
tкомн
40 гр.С
60 гр.С
tкомн
40 гр.С
60 гр.С
3. Селеновый выпрямитель.
0,07
0,07
-
0,5
-
-
0,14
0,13
-
-
-
0,21
0,19
-
2,5
-
-
0,27
0,25
-
-
-
0,35
0,33
-
-
-
0,51
0,50
-
13,5
-
-
0,78
0,84
-
27,5
-
-
1,36
1,7
-
47,5
-
-
3,3
-
-
-
-
7,2
8,0
-
-
-
-
3. График вольтамперных характеристик для кремниевого, германиевого и селенового выпрямителей (при комнатной температуре и при 40°С), построенный по данным таблицы 1., приведен ниже.
При tкомн для кремниевого (прямой ток)
При t=40° C для кремниевого (прямой ток)
При tкомн для кремниевого (обратный ток)
4. Таблица зависимости сопротивлений p-n - переходов от приложенного смещения в виде таблицы 2.
Из вольтамперных характеристик, снятых для кремниевого, германиевого и селенового выпрямителей при комнатной температуре, вычислили сопротивлениепо формуле (1) для каждого фиксирующего напряжения (прямого и обратного) и занесли в таблицу 2.
Таблица 2
Диод
Uпр, В
Rпр, Ом
Uобр, В
Rобр, МОм
Кремниевый
0,38
0,0
0,39
0,41
27,3
0,42
0,43
14,3
0,45
14,2
0,46
6,6
0,47
5,2
0,49
0,5
3,3
Германиевый
0,12
24,0
0,0
0,16
0,4
0,18
0,8
0,19
9,5
1,2
0,21
1,5
0,23
4,6
1,8
0,25
3,6
2,4
0,27
0,28
2,3
3,6
0,3
4,3
Селеновый
10,0
3,7
2,5
1,9
-
-
5. График вольтамперных характеристик выпрямителей согласно данным таблицы 2. приведен ниже.