1. Тема программы: Полупроводниковые приборы
2. Тема работы: Исследование полупроводникового диода
3. Цель работы: Экспериментально убедиться в односторонней проводимости полупроводникового диода, снять характеристики диода.
4. Материально-техническое оснащение:
Лабораторный стол с комплектом оборудования, электроизмерительные приборы и соединительные провода. Действующий стенд для снятия характеристик полупроводниковых диодов.
5. Теоретическая часть: Диод – полупроводниковый прибор с одним p-n переходом и двумя электродами. Электронно-дырочный или p-n переход - это граница между двумя легированными полупроводниками разной проводимости. Электронно-дырочный переход обладает односторонней проводимостью (или вентильными свойствами). По технологии изготовления различают точечные и плоскостные диоды.
Точечные диоды применяют в высокочастотных схемах, т.к. имеют малую электроёмкость перехода. Плоскостные используют для выпрямления переменного тока, в стабилизаторах напряжения и т.п.
Основой диода является монокристалл в котором специальными технологиями формируют p-n переход. Область кристалла с электронной проводимостью (n) называется базой, с положительной проводимостью (p) называется эмиттером. По функциональному назначению полупроводниковые диоды подразделяются на: выпрямительные, высокочастотные, импульсные, туннельные, универсальные, стабилитроны, варикапы, фотодиоды, светодиоды, и т.п.
Обозначение диода на схеме: 
6. Практическая часть:
6.1. Техника безопасности при выполнении работы: Перед выполнением сборки цепей убедитесь, что лабораторный стол обесточен. ЛАТР установлен в положение «0 – постоянный ток». При выполнении работы запрещается прикасаться к неизолированным проводам, соединительным зажимам и другим частям цепей, которые могут оказаться под напряжением. При возникновении во время выполнения работы неисправностей оборудования или приборов следует немедленно выключить напряжение питания (красная кнопка на лабораторном столе) и сообщить о неисправности преподавателю. После сборки электрическую цепьпоказать преподавателю для проверки.Любые изменения в схеме производить после отключения питания.
6.2. Описание выполнения задания:
Изучить измерительные приборы, записать их технические характеристики, определить предел измерения и цену деления приборов.
1. Собрать электрическую цепь с диодом Д2Е согласно схеме 1. Следить за полярностью диода! На стенде установить перемычку в положение «прямое включение». Показать собранную электрическую цепь преподавателю для проверки.
2. Включить питание стенда кнопкой «Пуск» на лабораторном столе. Установить начальное напряжение с помощью ЛАТР 3-5вольт. Сопротивление R установить наибольшее.
3. Изменяя потенциометром R напряжение от 0 до 1,2 В, определить показания вольтметра и миллиамперметра. Результаты измерений записать в таблицу1.
4. Выключить питание. Изменить полярность включения диода соответственно схеме 2. На стенде установить перемычку в положение «обратное включение».
5. Включить питание стенда кнопкой «Пуск» на лабораторном столе. Изменяя и регулируя напряжение потенциометром R от 0В до 50В через каждые 10В, определить показания вольтметра и миллиамперметра. Результаты измерений записать в таблицу1.
Схема электрической цепи.
Схема 1 Прямое включение полупроводникового диода
Схема 2. Обратное включение полупроводникового диода
Таблица 1.
| ДИОД Д2Е | |||||||||||||||
| Прямое включение | Обратное включение | ||||||||||||||
| U, В | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 | U, В | |||||||||
| I, mА | I, μА | ||||||||||||||
| R, Ом | R, кОм |
6. Для напряжения U=0,8В вычислить величину прямого сопротивления диода Rпр. Для напряжения U=30В вычислить величину обратного сопротивления диода Rобр.
7. Выключить питание. Заменить диод Д2Е на Д226Б.
8. Провести опыты пункта 3 и пункта5 для диода Д226Б. Результаты измерений записать в таблицу2.
9. Для напряжения U=0,8В вычислить величину прямого сопротивления Rпр диода Д226Б. Для напряжения U=30В вычислить величину обратного сопротивления Rобр диода.
Таблица 2.
| ДИОД Д226Б | |||||||||||||||
| Прямое включение | Обратное включение | ||||||||||||||
| U, В | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | U, В | ||||||||||
| I, mА | I, μА | ||||||||||||||
| R, Ом | R, кОм |
10. По полученным экспериментальным данным построить графики вольтамперных характеристик прямого и обратного токов обоих диодов.
Примерный вид графика зависимости силы тока от напряжения для полупроводникового диода.
Расчётные формулы: Rпр =Uпр ⁄Iпр Rобр =Uобр ⁄Iобр
6.3. Требования к оформлению отчета:
Лабораторная работа выполняется в тетради для лабораторных работ или на листах формата А4. Схемы электрических цепей вычерчиваются в соответствии с ГОСТами.
1). Перечертить в отчет схемы электрической цепи и таблицы.
2). Записать результаты измерений и вычислений.
3) Вычислить прямое и обратное сопротивление диода.
4) На миллиметровой бумаге построить графики вольтамперных характеристик прямого и обратного токов обоих диодов.
5) Ответить на контрольные вопросы.
6). Проанализировать результаты и сделать выводы.
6.4. Контрольные вопросы:
1. Какие материалы относятся к полупроводникам? Чем они отличаются от проводников и диэлектриков?
2. Объяснить, как зависит собственная проводимость полупроводников от температуры?
3. Объяснить для чего полупроводники легируют? Что такое донорная и акцепторная примесь?
4. Дать определение полупроводниковому диоду и объяснить его устройство.
5. В чем заключается вентильное свойство диода? Проиллюстрировать его с помощью вольтамперной характеристики.
6. Привести классификацию полупроводниковых диодов по функциональному применению и технологии изготовления.
6.5. Используемая литература:
1) «Общая электротехника с основами электроники». И.А. Данилов, П.М. Иванов М. «Высшая школа»,2000г.
2) «Общая электротехника с основами электроники» В.С. Попов, С.А. Николаев М. 1980
Отчет о выполнении
Лабораторная работа № 14. Исследование полупроводникового диода
Учащийся группы № ______ ____________________________
(Ф.И.О.)
Тема программы:
Тема работы:
Цель работы:
Материально-техническое оснащение:
Схема электрической цепи.
| ДИОД Д2Е | |||||||||||||||
| Прямое включение | Обратное включение | ||||||||||||||
| U, В | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 | U, В | |||||||||
| I, mА | I, μА | ||||||||||||||
| R, Ом | R, кОм |
| ДИОД Д226Б | |||||||||||||||
| Прямое включение | Обратное включение | ||||||||||||||
| U, В | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | U, В | ||||||||||
| I, mА | I, μА | ||||||||||||||
| R, Ом | R, кОм |
Расчётные формулы
График вольтамперной характеристики диода
Ответы на контрольные вопросы:
Выводы:
Преподаватель: _________________________ ______________________
(зачет/незачет) (Ф.И.О.)
