Dioda 1
WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK PRĄDOWO-NAPIĘCIOWYCH DIODY
Cel ćwiczenia:
1. Wyznaczenie charakterystyk prądowo-napięciowych diod prostowniczych, 2. Wyznaczenie charakterystyk prądowo-napięciowych diod Zenera,
3. Doskonalenie obsługi elektrycznych urządzeń pomiarowych.
Pytania i zagadnienia do przygotowania:
1. Teoria pasmowa półprzewodników (model pasmowy).
2. Półprzewodniki samoistne i domieszkowe (typ p, typu n).
3. Przewodnictwo półprzewodników. Mechanizm przepływu prądu w półprzewodniku, opór elektryczny właściwy, koncentracja nośników.
4. Złącza p-n, diody półprzewodnikowe.
5. Mechanizm przepływu prądu przez złącze p-n, polaryzacja w kierunku przewodzenia i zaporowym, ruch nośników większościowych i mniejszościowych.
6. Efekt prostowania na złączu p-n, charakterystyka prądowo-napięciową złącza p-n.
7. Na czym polega zjawisko Zenera (jonizacji elektrostatycznej) ? 8. Charakterystyka prądowo-napięciowa diody Zenera,
9. Zastosowanie złącza p-n: złącze prostujące, dioda świecąca LED, laser złączowy.
Literatura:
1. W. Marciniak, Przyrządy półprzewodnikowe i układy scalone, WNT, Warszawa, 1984, 2. K. W. Szalimowa, Fizyka półprzewodników, PWN, Warszawa, 1974,
3. K. Michałowski, A. Przyjałkowski, Elektrotechnika z elektroniką, WNT, 1975, 4. M. Polowczyk, Elementy i przyrządy półprzewodnikowe powszechnego stosowania, WKŁ, Warszawa, 1986,
5. A. Van der Ziel, Podstawy fizyczne elektroniki ciała stałego, WNT, Warszawa, 1983.
6. I Pracownia Fizyczna. pod red. Cz. Kajtocha, Wydawnictwo Naukowe AP, Kraków 2007
Dioda 2
WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK PRĄDOWO-NAPIĘCIOWYCH DIODY I TRANZYSTORA
Przebieg ćwiczenia
I. Wyznaczenie charakterystyki I=f(U) dla diody połączonej w kierunku przewodzenia.
1. Zmontować układ przedstawiony na rysunku 1. Przy wykonywaniu połączeń wykorzystać układ pomiarowy z naniesionym schematem połączeń.
Rys. 1. Schemat połączeń dla wyznaczania charakterystyki diody I=f(U) w kierunku przewodzenia.
Podłączyć diodę germanową w kierunku przewodzenia, miliamperomierz, woltomierz cyfrowy oraz zasilacz. Ustawić opornicę suwakową tak, aby po włączeniu napięcia na jej wyjściu napięcie było równe zero (na rys 1 suwak w dolnej pozycji).
2. Włączyć zasilacz. Zwiększając napięcie opornicą notować wartości spadku napięcia na diodzie Ud i natężenia prądu płynącego przez diodę Id.
W czasie pomiarów nie przekraczać maksymalnej wartości natężenia prądu I
d (podanego pod badaną diodą).
3. Po wykonaniu pomiarów napięcie na zasilaczu zmniejszyć do zera a następnie wyłączyć zasilacz.
4. Wymienić diodę germanową na diodę krzemową.
5. Wykonać pomiary postępując wg punktów 2 i 3.
6. Wymienić diodę germanową na diodę Zenera.
7. Wykonać pomiary postępując wg punktów 2 i 3.
zasilacz
Dioda 3
II. Wyznaczenie charakterystyki I=f(U) dla diody połączonej w kierunku zaporowym.
1. Zmontować układ przedstawiony na rysunku 2. Przy wykonywaniu połączeń wykorzystać układ pomiarowy z naniesionym schematem połączeń.
Rys. 2. Schemat połączenia diody w kierunku zaporowym.
Podłączyć diodę germanową w kierunku zaporowym, mikroamperomierz, woltomierz cyfrowy oraz zasilacz. W układzie pomiarowym zastosować mikroamperomierz o zakresie 75A.
Ustawić opornicę suwakową tak, aby po włączeniu napięcia na jej wyjściu napięcie było równe zero (na rys 1 suwak w dolnej pozycji).
2. Włączyć zasilacz. Zwiększając opornicą napięcie (w zakresie 0 - 10V) notować wartości spadku napięcia na diodzie Ud i natężenia prądu płynącego przez diodę Id.
3. Po wykonaniu pomiarów napięcie na zasilaczu zmniejszyć do zera a następnie wyłączyć zasilacz.
4. Podłączyć diodę Zenera w kierunku zaporowym.
Wymienić mikroamperomierz na miliamperomierz.
Ustawić opornicę suwakową tak, aby po włączeniu napięcia na jej wyjściu napięcie było równe zero (na rys 1 suwak w dolnej pozycji).
5. Wykonać pomiary postępując wg punktów 2 i 3. W czasie pomiarów nie przekraczać wartości prądu podanej pod diodą.
zasilacz
Dioda 4
III. Opracowanie danych
1. Przedstawić na wykresach otrzymane dane w postaci zależności Id = f(Ud).
2. Z części prostoliniowej charakterystyki wyznaczyć współczynnik nachylenia a i odcięcia b stosując metodę regresji liniowej. Z wartości a i b wyznaczyć stałą Boltzmanna kB. Obliczyć opór wewnętrzny diody Rd.
