Практическая часть
Оборудование.
1. Лабораторный стенд 87Л-01, коммутационная плата №1, осциллограф С1-83.
Задание.
1. Определите характерные диапазоны напряжения и силы тока, которые выдают генераторы напряжения и тока, встроенные в стенд – ГН1, ГН2, ГН3 и ГТ. Определите с помощью осциллографа величину и форму напряжения от источника напряжения
2. С помощью осциллографа С1-83 определите форму и диапазоны изменения длительности и амплитуды импульсов, выдаваемых генератором прямоугольных импульсов, диапазоны изменения амплитуды и частоты генераторов низкой и высокой частоты вашего конкретного стенда.
3. Наблюдайте на экране осциллографа диапазон перестройки глубины модуляции генератора высокой частоты и диапазон выходных напряжений данного генератора в режиме синусоидального сигнала.
Порядок выполнения работы.
На коммутационной плате №1 с помощью съёмной панели №1 соберите схему определения диапазонов тока и напряжения, выдаваемых генератором тока (рис. 3). При этом вместо диода V1 используйте резисторы номиналами 100 Ом, 1 кОм, 10 кОм, 100 кОм. Соедините гнезда генератора тока стенда с гнездами Х1 и Х2 схемы, гнёзда измерителя тока АВМ1 с гнёздами Х3 и Х4, гнёзда измерителя напряжения с гнёздами Х5 и Х6. Сменными элементами являются резисторы.
Рис. 3
Включите стенд 87Л-01.
Измерьте падение напряжения на резисторе с номиналом 100 Ом в диапазоне токов 1-10 мА.
Смените резистор (установите резистор с номиналом 1 кОм) и повторите п. 3. Результаты занесите в таблицу и постройте график зависимости напряжения на резисторе от тока, протекающего через него.
Выключите стенд 87Л-01.
Соберите схему для исследования свойств генератора тока ГН1. (рис. 4).
Рис. 4
Включите стенд 87Л-01.
Снимите зависимость тока генератора ГН1 от напряжения при номиналах резисторов нагрузки 1 кОм и 2 кОма.
Выключите стенд 87Л-01.
Соедините гнезда Х9 и Х10 стенда со щупом осциллографа,
Х11 и Х12 с генератором прямоугольных импульсов согласно рис.5. .
Включите стенд 87Л-01.
Определите с помощью осциллографа диапазон импульсных напряжений, выдаваемых генератором импульсов.
Выключите стенд 87Л-01.
Рис. 5
Отчет должен содержать схемы электрические принципиальные, осциллограммы, данные по измерению напряжений, графики искомых функциональных зависимостей. В конце работы сформулируйте и занесите в отчёт выводы по данной лабораторной работе.
ВНИМАНИЕ!
ВСЕ ИЗМЕНЕНИЯ НОМИНАЛОВ КОМПОНЕНТОВ ПРОИЗВОДИТЬ ТОЛЬКО ПРИ ВЫКЛЮЧЕННОМ СТЕНДЕ 87Л-01!
-
Работа №1. Исследование функционирования диодов на p-n переходах
Цель работы.
Цель работы состоит в измерении в широком интервале вольтамперных характеристик полупроводникового диода на p-n переходе при прямом смещении и определении по ним тока насыщения и коэффициента неидеальности.
2. Теория.
Вольтамперная характеристика идеального p-n – диода описывается моделью Шокли, согласно которой зависимость тока от напряжения на выводах даётся выражением
(1)
где
- ток насыщения (обратный ток диода при
).
Точно такое же выражение получается
для ВАХ диода Шоттки в моделях Бете и
Давыдова-Пекара-Шоттки. Экспоненциальная
зависимость от напряжения обусловлена
в обоих случаях надбарьерным механизмом
прохождения тока. Однако физические
интерпретации тока насыщения дляp-n
– диода и диода Шоттки совершенно
различны. В первом случае он определяется
экстракцией неосновных носителей
заряда, во втором – эмиссией или диффузией
основных носителей заряда.
Для учёта отклонений от идеальных моделей формула (1) модифицируется – в показатель экспоненты вводится коэффициент неидеальности m,
(2)
Основные причины отклонения от идеальности p-n –диода – падение напряжения на последовательном сопротивлении, рекомбинация и генерация носителей в ОПЗ, утечки. В диоде Шоттки имеют значения только первая и последняя причины.
Токи насыщения и коэффициенты неидеальности – важные параметры диодов. По их температурным зависимостям можно определить физические параметры структур – ширины запрещённой зоны полупроводника.