Проведение эксперимента.

6. Перед началом работы ознакомится с принципиальной схемой учебной установки рис. 7, разобраться в назначении кнопок и измерительного прибора. Проверить целостность сетевого провода

7. Включить установку в сеть ~220 В с помощью прилагаемого силового сетевого кабеля евро-стандарта. Поставить переключатель «СЕТЬ» на панели учебного модуля в положение «ВКЛ», при этом должен загореться сигнальный индикатор «СЕТЬ».

8. Дождаться появления системного сообщения на ЖКД LCD дисплее прибора, о дальнейшем порядке действий:

1.Connect usb

2.Press button

После появления данного сообщения на ЖКД LCD дисплее учебного прибора, можно подключить прибор к USB – порту ПК, используя стандартный USB провод из комплекта, и однократно нажать многофункциональную кнопку «START USB/ОБРАЗЕЦ» (кнопка используется для конфигурации устройства сразу после включения). В противном случае, возможна некорректная работа USB протокола и устройства (иногда инициализация USB выполняется и без нажатия кнопки). Для надежного срабатывания кнопку необходимо удерживать нажатой в течение ~ 1 секунды.

6. Дать установке прогреться в течение трех минут.

7. Приступить к снятию прямой ветви ВАХ диода. Для этого в программе управления LabVisual 2.5 включить виртуальный мультиметр, поставив переключатель в положение «ON, mV».

8. Изменяя ручкой плавной регулировки «УСТАНОВКА Uдиода» напряжение, подаваемое на туннельный диод, и, контролируя это значение и значение тока, измеряемые цифровым индикатором, снять вольт-амперную характеристику первого образца (туннельный диод марки 1И305). Шаг изменения напряжения по возможности делать как можно меньше. Особое внимание обращать на фиксацию результатов в экстремальных точках. В окне программы управления учебной установкой LabVisual можно поставить галочку «ПОКАЗАТЬ ГРАФИК». При этом, нажимая кнопку «СКОПИРОВАТЬ ДАННЫЕ», результаты измерений в данной точке ВАХ будут скопированы в текстовое поле и одновременно отображены на графике.

9. Сохранить результаты измерения вольтампреной характеристики первого образца в файл на жестком диске ПЭВМ для последующей обработки.

10. По результатам измерений п.11 построить на миллиметровой бумаге график зависимости тока туннельного диода от напряжения (ВАХ) и сравнить полученную вами зависимость со справочной на рис. 12.

11. Рис. 12 Справочная характеристика туннельного диода 1И305

    При работе в среде автоматизированного лабораторного практикума LabVisual, загрузить сохраненный ранее набор данных в компонент для визуализации и анализа данных, вызвать который следует, нажав кнопку «ВИЗУАЛИЗИРОВАТЬ ДАННЫЕ» в окне управления оболочки LabVisual. При этом должен запуститься компонент, внешний вид которого приведен на рис. 10.

12. Загрузить сохраненный файл с результатами измерений ВАХ в компонент, для чего следует нажать кнопку «ЗАГРУЗИТЬ» в компоненте и выбрать файл с данными рис. 13.

13. После загрузки данных нажать кнопку «ОТОБРАЗИТЬ» для визуализации ВАХ в рабочей области компонента.

14. Подводя указатель мыши к необходимой области данных, определить значения тока и напряжения в экстремальных точках ВАХ (координаты текущего положения курсора, соответствующие напряжению и току через образец, отображаются в правой области экрана, выделенной красным цветом на рис. 13).

6. Из графика найти экспериментальные значения U_max, U_min и I_max.

7. По полученным экспериментально результатам оценить положение уровня Ферми. Формулу для расчета получаем из формулы 4.3а:

(5.1)

6. Определить энергию, соответствующую максимуму функции распределения электронов в зоне проводимости. Формулу для расчета получаем из формулы 4.3:

(5.2)

6. Определить вероятность туннелирования электронов через p-n переход. Формулу для расчета получаем из формулы (4.6), где :

(5.3)

6. Результаты всех измерений, теоретических вычислений и экспериментальных данных занести в таблицы. Значение энергии в Дж для удобочитаемости результата следует перевести в эВ (1эВ=1,6∙10-19 Дж):

табл. 1 вольт амперная характеристика диода 1И305

U, В	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…
I, A	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…

U_max=… В; U_min=… В; I_max=…А

табл. 2 результаты измерений и вычислений

	Теоретический расчет	Экспериментальный результат
EF - EC
EF - Em
Umax
Umin
D
Imax

6. Переключить образец, используя кнопку «START USB/ОБРАЗЕЦ» на панели учебной установки либо воспользовавшись кнопкой на переключатели образцов в окне управления программы LabVisual 2.5 рис. 9. При переключении образцов, все данные, набранные в текстовое поле и на предварительный график, очищаются! Для принудительной очистки данных используйте кнопку «ОЧИСТИТЬ ДАННЫЕ» в программе управления LabVisual.

7. Рис. 14 Справочная характеристика туннельного диода 1И104.

   Повторить теоретический расчет и эксперимент по пп. 10 – 22 для второго образца вырожденного полупроводника – туннельного диода 1И104 и сравнить полученную ВАХ со справочной на рис. 14.

8. По окончании работы следует закрыть программу-оболочку LabVisual и все открытые подпрограммы, закрыть виртуальную среду VirtualBox (при работе в среде Linux).

9. Выключить компьютер, нажав на кнопку, находящуюся в крайнем нижнем левом углу экрана. Из доступных действий выбрать «ВЫХОД»--> «ВЫКЛЮЧИТЬ КОМПЬЮТЕР».

10. Отключить установку от сети, поставив переключатели «СЕТЬ» на панели установки в положение «выкл» и вынуть сетевые вилки из розеток.