Теоретичні відомості. Напівпровідниковий діод – напівпровідниковий прилад з одним p-n переходом, який має два виводи.

Напівпровідниковий діод – напівпровідниковий прилад з одним p-n переходом, який має два виводи.

Виготовляючи напівпровідникові діоди, з здебільшого дістають p-n переходи методом сплавлення. На мал. 1 показано структуру сплавного переходу германієвого діода.

За основу беруть пластинку германію n- типу, на яку зверху кладуть шматочок акцепторної домішки, наприклад індію. Після того пластинку германію разом із шматком індію нагрівають у вакуумній або водневій печі до 450-500⁰С. При цьому германій та індій сплавляються, і після охолодження утворюється такий шар германію, збагачений індієм - германій р -типу, який у місці контакту з германієм n-типу утворює p-n - перехід. До індію і до нижньої частини германію оловом припаюють контакти.

мал.1

Діод треба вмикати в електричне коло відповідно до його полярності. Прямій (пропускній) напрям збігається з напрямом стрілки в умовному позначенні діода. В цьому випадку струм утворюється рухом основних носіїв зарядів і напрямлений від діркового напівпровідника до електронного (прямий струм). При зміні полярності на діоді, невеликий струм створюється неосновними носіями зарядів і направлений від електронного напівпровідника до діркового (зворотній струм).

Основною характеристикою діода є вольт-амперна характеристика, яка показує залежність сили струму, що проходить через діод, від значення прикладеної до діода напруги.

Завдання:

1. За результатами вимірювань напруги на діоді та сили струму, що проходить через діод, побудувати графік залежності сили струму від прикладеної напруги (вольт- амперну характеристику ВАХ).

Виконання роботи:

1. Скласти електричне коло за схемою, зображеною на мал. 2. Діод підключите в пропускному напрямку (зверніть увагу на знаки < +> і < -->, які вказані на його панелі). Повзунок реостата встановити в крайнє нижнє положення, вольтметр увімкнути на діапазон вимірювання 0 - 3 В, а міліамперметр – спочатку на 0 – 7, 5 мА, а потім (із зростанням сили струму) на 0 – 15 мА і 30 мА.

2. Після того як буде перевірене електричне коло, замкнути ключ. Змінюючи реостатом напругу на діоді, кожен раз знімати покази вольтметра і міліамперметра.

3. Результати вимірювань напруги і струму записати в таблицю.

4. Скласти електричне коло за схемою, показаною на мал. 3 (змінити полярність на діоді). Повзунок реостата встановити в крайнє положення, вольтметр увімкнути на діапазон вимірювання 0 – 15 в, а міліамперметр – 0 – 1, 5 мА.

5. Провести аналогічні виміри. Результати вимірювань напруги і струму записати в таблицю.

6. За результатами спільних вимірювань напруги на діоді та сили струму побудувати графік залежності сили струму від прикладеної напруги. Проаналізувати одержаний графік. Зробити висновки.

Вказівка: По вертикальній осі відкладати силу струму в діоді, а по горизонтальній – прикладену до нього напругу. Прямий струм і пряму напругу вважати додатними, а зворотний струм і напругу – від’ємними.

Контрольні запитання

1. Який прилади називаються діодами? ______________________________________________
________________________________________________________________________________

2. Як пояснити провідність діода в прямому напрямку і зворотньому напрямку? ________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________