Практическая часть

Оборудование.

Лабораторный стенд 87Л-01, коммутационная плата №1, сменные панели №2 (использовать генератор тока ГТ, генератор напряжения ГН2, измерители АВМ1 , АВМ2 и АВО); сменную панель № 10 (использовать источник питания ИП, измерители АВМ1, АВМ2, АВО и МВ); съёмные компоненты: диоды Шоттки (10BQ060, Диод Шоттки 1А 60В SMB) (используемые в работе диоды Шоттки имеют предельно допустимое обратное напряжение – свыше 50 В, предельно допустимый прямой ток – до 1А. Для проведения измерений необходим цифровой мультиметр с числом значащих цифр не менее 3-х.

Задание. Ознакомьтесь с параметрами диодов, в том числе и с предельно допустимыми режимами работы исследуемых компонентов

Порядок выполнения работы.

1. Соберите схему измерения параметров диодов, используя сменную панель №2 и коммутирующую плату №1. При этом присоедините соединительными проводами генератор тока ГТ с гнёздами Х1 и Х2 сменной панели. Гнёзда сменной панели Х3 и Х4 с измерителем тока АВМ1, а гнёзда измерительной панели Х5 и Х6 с измерителем тока АВМ2. При этом используйте схему, представленную на рис. 2.

2. Включите стенд 87Л-01.

3. Проведите измерения вольтамперных характеристик (ВАХ) диодов при прямом смещении в соответствии со схемой, изображённой на рис. 2. Число точек измерения не менее – 10. Для повышения точности измерения прямого падения напряжения на диоде применяйте цифровой вольтметр.

4. Выключите стенд 87Л-01.

5. Постройте график зависимости силы тока через диод в зависимости от величины прямого падения напряжения на диоде.

6. Сделайте вывод о линейности ВАХ диода.

7. Определите ток насыщения диода.

Литература

Щука А.А Электроника – Спб.:БХВ – Петербург, 2008, -752 с.

Работа №3. Исследование функционирования стабилитронов

Цель работы -измерить обратную ветвь вольтамперной характеристики и сделать вывод о механизме пробоя p-n перехода при обратном смещении

Обратная ветвь ВАХ диода с p-n переходом состоит из трёх участков. В интервале обратных смещений обратный ток есть сумма тока насыщенияи тока генерации носителей в ОПЗ. Ток насыщения не зависит от. Генерационный ток пропорционален толщине ОПЗ:

.

Толщина ОПЗ зависит от обратного смешения по степенному закону,

.

При выполнении условия развивается обратимый пробойp-n –перехода, ток начинает возрастать экспоненциально. В интервале напряжений его можно аппроксимировать соотношением

(5)

Здесь параметр имеет смысл обратного тока при,

При ток столь велик, что начинает доминировать падение напряжения на последовательном сопротивлении базы и ВАХ приближается к омической. На этом участке её можно охарактеризовать сопротивлением. График обратной ветви ВАХ диода в линейном масштабе показан на рис. 3а, в полулогарифмическом масштабе - на рис. 3б. По графику 3б удобно определять параметрыи. Именно,есть абсцисса точки изломаB, соответствующей началу развития пробоя. Экстраполируя отрезок SB до пересечения с осью ординат, находим

Откуда (6)

Таким образом, параметрами математической модели полупроводникового диода при фиксированной температуре являются ток насыщения , коэффициент неидеальности, последовательное сопротивление базы, предпробойный обратный токи напряжение пробоя.

Рис.3 Обратная ветвь ВАХ полупроводникового диода

Напряжение пробоя p-n перехода (без учета кривизны перехода) может быть определено исходя из соотношения:

В,

где N – концентрация примеси в атомах/см3 на слаболегированной стороне перехода.

Зависимость напряжения пробоя от уровня легирования той или иной области, граничащей с более высоколегированной областью с резким характером градиента легирования и плоской поверхностью р-n перехода, согласно [3], дана в таблице 1 .

Таблица 1

Концентрация примеси, см-3 Уд. сопротивление, Ом*см, Напряжение пробоя, В

Концентрация Напряж. Проб

примеси,см^-3 n- тип р-тип Теория Эксперимент