Лабораторная работа №12. Изучение электрических свойств полуповодников»

Лабораторная работа №12

«Изучение электрических свойств полуповодников»

(Сделать конспект теории и по данным таблицы построить график зависимости силы тока(ось Y) от напряжения(ось Х) все переписывать не нужно…

Тема:Электрический ток в различных средах.

Наименование работы:Изучение электрических свойств полупроводников.

Время выполнения: 2 часа.

Цель:изучить основные свойства электронно-дырочного перехода

в диодах и триодах.

Теория.Полупроводники характеризуются отличной от проводников проводимостью: собственной, дырочной (р-типа) и электронной (n-типа).

Если в монокристалл полупроводника (например, германия), обладающего проводимостью n-типа, впаять каплю полупроводника (например, индия) с проводимостью р-типа, то в области, примыкающей к месту контакта полупроводников, образуется запирающий слой (р-n-переход; см. рис.), который хорошо проводит ток в одном направлении (прямом от рк n) и практически не проводит ток в другом направлении (обратном). Это свойство используется в полупроводниковой технике.

Оборудование:источник электрической энергии (2 шт.), миллиамперметр, амперметр, диод, транзистор, резисторы (постоянное сопротивление), потенциометр, провода соединительные, ключ (2 шт), вольтметр на 4 В. Ход работы.

Ход работы

I. Проверка односторонней проводимости диода.

1.Составить цепь по схеме, изображённой на рисунке 1.

2. Диод включить в прямом (пропускном) направлении: отметка «+» должна быть обращена к полюсу источника ЭДС. Замкнуть цепь и отметить показания миллиампера. Цепь разомкнуть.

3. Диод включить в обратном (запорном) направлении. Цепь замкнуть и убедиться в отсутствии тока в цепи. Цепь разомкнуть.

4. По результатам наблюдений сделать соответствующий вывод.

II. Снятие вольт-амперной характеристики диода.

1. Составить цепь по схеме, изображенной на рис.2. Диод включить в пропускном направлении.

2. Замкнуть цепь. Подобрать положение движка потенциометра так, чтобы вольтметр показал самое малое напряжение. Снять показания измерительных приборов.

3. Перемещать постепенно движок потенциометра и снять не менее семи значений напряжения и силы тока. Цепь разомкнуть.

4. Результаты измерений записать в таблицу 1.

Таблица 1

Номер опыта	Ток, проходящий через диод, I, мА	Напряжение, поданное на диод, U, В
	0	0,15
	0	0,3
	8	0,45
	16	0,6
	30	0,75

5. По результатам измерений построить график зависимости силы тока от напряжения, откладывая по оси ординат силу тока в миллиамперах, а по оси абсцисс — напряжение в вольтах.

III. Проверка односторонней проводимости триода

1. Собрать цепь по схеме, изображенной на рис. 3. Вывод от базы должен быть обращен к «—» источника тока.

2. Клемму Включа соединить с эмиттером Этриода и на короткое время замкнуть цепь, отметить показание миллиамперметра.

3. Клемму Включа соединить с коллектором Ктриода и на короткое время замкнуть цепь, отметить показание миллиамперметра.

4. Проверить работу триода в обратном направлении. Для этого

вывод базы соединить с зажимом «+» источника электрической энергии, а клемму Аключа — с зажимом «—» (рис. 3, б ).

5. Повторить п. 2 и 3.

6. По результатам наблюдений сделать соответствующий
вывод.

Контрольные вопросы:

1. В чём различие проводимости проводников и полупроводников?

2. Как объяснить уменьшение удельного сопротивления проводника при увеличении температуры?

3. Что является в схеме триода входной цепью и что – выходной?

4. Как следует включить в цепь транзистор, чтобы он действовал и как диод в прямом направлении?

5. Что показывает вольт-амперная характеристика диода?

6. Почему сила тока в проходном направлении с увеличением напряжения растёт очень быстро, в запирающем же направлении – очень мала и почти не меняется с ростом напряжения?

Умения и навыки:

1. Сборка электрической цепи. Включение в цепь диодов и триодов.

2. Объяснение свойств электронно-дырочного перехода в полупроводниках.

3. Построение вольт-амперной характеристики диода в выбранном масштабе.

Литература:

1. Жданов Л.С. Учебник по физике. - §24.1-24.6

2. Мякишев Г.Я. и другие Физика 10. - §111-113, 115-119