Лабораторная работа №2 исследование вольт-амперных характеристик р-n перехода

_{ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2}

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК р-n ПЕРЕХОДА (ДИОДОВ И СТАБИЛИТРОНОВ) (4 часа)

Цель работы: Изучить характеристики р-n перехода конкретного элемента и определить по характеристикам технические параметры исследуемого элемента, возможность его использования для целей выпрямления и стабилизации напряжения.


КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Полупроводниковым диодом (Semiconductor Diode) называют полупроводниковый прибор с двумя выводами и одним р-n-переходом (Рис.2.1).



Рис.2.1.

Как показано стрелками на Рис. 2.1, существует тенденция «перескока» электронов и дырок, находящихся поблизости от перехода на другую сторону кристалла. Это явление называется диффузией. Как следствие, дырки в кристалле р-типа рекомбинируются с мигрирующими электронами, как и электроны с мигрирующими дырками в кристалле n-типа. Рекомбинация дырок и электронов приводит к расширению области, не содержащей подвижных носителей зарядов.

Рис.2.2.

Эта зона, действующая как изолирующий слой, называется потенциальным барьером или обедненным слоем (Рис. 2.2). Этот слой предотвращает дальнейшую диффузию дырок и электронов через переход. Из-за миграции электронов из n-слоя, он приобретает положительный заряд; сходным образом р-слой становится отрицательно заряженным из-за миграции дырок.

Рис.2.3.

Эти объемные заряды (Рис. 2.3, а) создают сильное электрическое поле (Рис. 2.3, b), которое генерирует разность потенциалов, напряжение диффузии UD на переходе (Рис. 2.3, c).

Напряжение диффузии составляет примерно 0,7 В для кремния и примерно 0,3 В для германия (исходя из температуры в 20⁰С).
По функциональному назначению диоды можно разделить:
• на выпрямительные – предназначены для преобразования переменного тока в постоянный;
• импульсные – предназначены для применения в импульс­ных режимах работы;
• детекторные – предназначены для детектирования сигнала;
• смесительные – служат для преобразования высокочастот­ных сигналов в сигнал промежуточной частоты;
• переключательные – предназначены для применения в устройствах управления с уровнем сверхвысокочастотной мощности;
• параметрические;
• ограничительные – защищают электронную аппаратуры от повышения напряжения и т. д.
По конструкции и использованию тех или иных свойств диоды разделяют на диоды Шоттки, СВЧ-диоды, стаби­литроны, стабисторы, варикапы, светодиоды, фотодиоды и т. п.
Вывод от p-области называют анодом, а от n-области - ка­тодом.