Объект исследования и измерительное оборудование

Воробьев М.Д.

Характеристики полупроводниковых активных элементов: Лабораторные работы по курсам "Электроника”, “Твердотельная электроника и микроэлектроника.”- M.: Издательство МЭИ, 2003. - 16с.

Лабораторные работы посвящены исследованию характеристик и параметров основных активных элементов радиоэлектроники. Даны описание измерительного оборудования, методические указания по работе с ним, а также задания по измерению и моделированию различных характеристик и параметров.

Для студентов II курса специальностей 200700, 201500, 201600, 200300.

Учебное издание

ВОРОБЬЕВ Михаил Дмитриевич

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ

АКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Л а б о р а т о р н ы е р а б о т ы

п о к у р с а м

“Электроника”, “Твердотельная электроника и микроэлектроника”

для студентов, обучающихся по направлениям

«Электроника и микроэлектроника», «Радиотехника»

Редактор издательства Н.Н.Сошникова

ЛР №020528 от 05.06.97 г. __________________________________________________________________Темплан издания МЭИ 2003 (II), метод.

Подписано к печати 09.09.03

Формат 60х84/16 Печ. л. 1,0 Тираж 300 Изд. №140 Заказ

Издательство МЭИ, 111250, Москва, Красноказарменная, д. 14

Отпечатано в типографии ЦНИИ “Электроника”, 117415, Москва, просп. Вернадского, д. 39

           Ó Московский энергетический институт, 2003

ВВЕДЕНИЕ

 Для исследования характеристик полупроводниковых приборов используется стандартный лабораторный стенд. Общий вид передней панели стенда показан на рис.1.

Гнезда c напряжением 220 В, расположенные в середине верхней части панели, служат для подключения к сети всех измерительных приборов, установленных на стенде: дополнительных источников напряжения, осциллографа, импульсного генератора, измерителя параметров транзисторов, измерителя емкостей и т.д. Переменное напряжение 220 В подается на клеммы при положении “Вкл.” тумблера к₁ и контролируется сигнальной лампой л₁. Для исследования влияния температуры на работу полупроводниковых приборов на стенде смонтирована электрическая печь с термометром. Включение производится тумблером к₂, индикатором включения служит сигнальная лампа л₂. Для нагрева печи используется источник переменного напряжения, которое регулируется автотрансформатором типа ЛАТР. Напряжение, подаваемое на спираль печи, устанавливается в соответствии с градуировочной кривой, приведенной на рис. 2, и измеряется вольтметром В, вмонтированным в панель стенда рядом с печью.

На лабораторном стенде установлен переносной измерительный блок, подключенный к стенду через разъем р₁. Передняя панель блока, показанная на рис. 3, содержит три прибора для измерения постоянного тока (А) и три прибора для измерения постоянного напряжения (В). Каждый блок снабжен съемной панелью 1, на которой собрана схема для исследования характеристик полупроводниковых приборов.

Полупроводниковый прибор 2 монтируется на держателе 3 и подсоединяется к блоку при помощи колодки 4, шланга 5 и разъема 6. При подсоединении держателя к колодке необходимо обеспечить совпадение нанесенных на них цветных меток. Для исследования влияния окружающей температуры на работу полупроводникового прибора колодка 4 вместе с держателем 3 поме-щается внутрь печи.

Лабораторная работа №1

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ

 ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНОГО ПЕРЕХОДА

Цель работы: изучение закономерностей прохождения тока через электронно-дырочный (p-n) переход; изучение влияния температуры на величину тока, проходящего через p-n переход; определение электрофизических характеристик полупроводников.

Предварительное задание

1.  Подготовить ответы на следующие вопросы (см.[1], с.52 – 74 ):

·  схемы включения p-n перехода в электрическую цепь;

·  движение носителей заряда через p-n переход при отсутствии и наличии приложенного напряжения;

·   вольт-амперная характеристика p-n перехода (с объяснением);

·  влияние температуры на вольт-амперную характеристику;

·  сопоставление вольт-амперных характеристик p-n переходов, изготовленных из различных полупроводниковых материалов.

2.    Ознакомиться со схемами измерений и методами обработки результатов.

Объект исследования и измерительное оборудование

    В качестве объекта исследования используется p-n переход, изготовленный на основе германия (маломощный выпрямительный германиевый диод). Для такого перехода ток, протекающий при приложении обратного напряжения около нескольких десятых вольт, достаточно близок к значению теплового тока. Величинами тока термогенерации в переходе и тока утечки можно пренебречь.