Исследование режима выключения p-n–перехода

       Принципиальная схема для исследования p-n–перехода в режиме выключения показана на рис.7. С помощью источника питания с регулируемым напряжением U₁ и сопротивления R₁ устанавливается начальный прямой ток через p-n– переход I_пр. Величину тока можно определить по соотношению

.                                                (13)

Рис.7. Принципиальная схема для исследования запирания p-n – перехода

От генератора импульсов через емкость C на p-n – переход подается запирающий импульс напряжения. С помощью сопротивления R₂ снимается напряжение, пропорциональное току через p-n – переход, которое подается на осциллограф. Соответствующие эпюры напряжения представлены на рис.8.

По форме импульса напряжения на сопротивлении R₂ определяется время рассасывания t_рас и время среза t_ср. Время восстановления обратного сопротивления определяется как t_вос = t_рас + t_ср .

Задание

1. Записать паспортные данные исследуемого p-n – перехода (полупроводникового диода).
2. Собрать схему для исследования процесса отпирания p-n –перехода (рис.5). Исследовать зависимость формы напряжения на p-n – переходе от величины тока отпирания, зарисовать получающие эпюры напряжения на кальку, измерить время установления прямого сопротивления.
3. Собрать схему для исследования процесса выключения p-n – перехода (рис.7). а) Исследовать процесс восстановления обратного сопротивления в зависимости от величины прямого тока при постоянной амплитуде запирающего напряжения. Для этого по эпюре напряжения U_R2   измерить зависимости t_рас = f(I_пр) и t_ср = f(I_пр). б) Исследовать процесс восстановления обратного сопротивления в зависимости от амплитуды запирающего напряжения при постоянном токе I_пр. Для этого по эпюре напряжения U_R2 измерить зависимость t_рас = f(DI) и t_ср = f(DI), где перепад тока DI = I_пр + I_обр (см. рис.8)., определить t_вос = f(DI). Результаты измерений оформить в виде графиков.

Рис.8. Эпюры напряжения и тока в схеме для исследования запирания p-n–перехода

Оформление отчета

       Отчет по выполненной работе должен содержать:

1. Цель работы.
2. Паспортные данные полупроводникового диода.
3. Принципиальные схемы исследования.
4. Экспериментальные результаты – эпюры токов и напряжений, измеренные t_рас, t_ср. t_вос, t_уст.
5. Результаты расчета – импульсные и статические сопротивления p-n–перехода.
6. График зависимости времени установления прямого сопротивления от величины прямого тока t_уст = f(I_пр).
7. График зависимости t_рас = f(DI), t_ср = f(DI), t_вос = f(DI) при I_пр = const.
8. График зависимости t_рас = f(I_пр), t_ср = f(I_пр), t_вос = f(I_пр) при U_Г = const.
9. Сравнение результатов эксперимента с теорией.
10. Выводы по работе.

Вопросы для самопроверки

1. Какие основные процессы происходят в p-n – переходе при его отпирании?
2. Нарисовать принципиальную схему для исследования отпирания p-n – перехода?
3. Какие основные процессы происходят в p-n – переходе при его запирании?
4. Нарисовать принципиальную схему для исследования запирания p-n – перехода.
5. Нарисовать график распределения концентрации неосновных носителей в базе на различных стадиях его запирания.

Литература

1. Агаханян Т.М. Основы транзисторной электроник. – М.: Энергия, 1974. С.82-86, 86-91, 45-48.

2. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. – М.: Энергия, 1977. С.146-159.

3. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. – М.: Высшая школа, 1991. С.83-84.