ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Лабораторная Туннельный диод

Цель работы и описание измерительной установки.

В данной работе необходимо определить следующие параметры туннельного диода (см. рис. 1.)

I

I_{p Туннельный ток}

_{зона-зона}

I_{v Диффузионный ток}

Избыточный ток

₀ V

V_p V_v V_pp

Рис. 1

1. Значение тока I_рв максимуме вольт-амперной характеристики.

2. Соответствующее ему напряжение V_р .

3. Значение тока I_vв минимуме вольт-амперной характеристики.

4. Соответствующее ему напряжение V_v.

5. Скачок напряжения ∆V=V_рр-V_р .

ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Снятие вольт-амперной характеристики и измерение параметров туннельного диода производится с помощью характериографа, блок-схема которого показана на рисунке 2.

Рис. 2.

Характериограф состоит из блока питания, осциллографа, измерительного моста в одно из плеч которого включается туннельный диод. Если при отключенном диоде сбалансировать мост, то напряжение в диагонали моста V′ будет равно нулю, а сопротивления плеч моста связаны соотношением

R₁ :R₂ = R₃ : R₄ . (1)

При подключении туннельного диода параллельно сопротивлению R₂, условие баланса нарушается и в диагонали моста возникает напряжение V^′ , пропорциональное току через диод. Из рисунка видно, что

(2)

; ; . (3)

С учетом условия баланса моста получаем

, отсюда . (4)

Напряжение V^′ подается на вход «Y» осциллографа, напряжение V, равное напряжению на диоде, на вход «Х». В результате, на экране получается изображение вольт-амперной характеристики диода.

Определение параметров туннельного диода.

1. По известной вольт-амперной характеристике определить значение величин I_p, V_p, I_v, V_v, и ∆V. При известной калибровке осциллографа токи I_p, I_v получаются с помощью формулы (4).

2. Определение отрицательного сопротивления основано на принципе компенсации. Если параллельно туннельному диоду подключить омическое сопротивление R_ш, то вольт-амперная характеристика будет изменяться (см. рис. 3.)

При R_ш=R_ сопротивление цепочки в области аб равно бесконечности ,dI /dV =0и участок аб располагается параллельно горизонтальной оси. При отключении диода на экране осциллографа видна прямая, котангенс угла наклона которой к горизонтальной оси равен сопротивлению R_ диода.

R_ш<R_

I

R_ш=R_

R_ш>R_

R_ш=∞

V

а б

Рис. 3.