Порядок проведения экспериментов

Эксперимент 1. Измерение напряжения и вычисление тока через диод. Соберите схему (рис.2) и включите ее. Мультиметр покажет напряжение на диоде Unp при прямом смещении. Переверните диод и снова запустите схему. Теперь мультиметр покажет напряжение на диоде Uоб при обратном смещении. Запишите показания в раздел "Результаты экспериментов". Вычислите ток диода при прямом Iпр и обратном Iоб смещении согласно формулам (1) и (2).

Эксперимент 2. Измерение тока. Соберите схему (рис. 3) и включите ее. Мультиметр покажет ток диода Iпр при прямом смещении. Переверните диод и снова запустите схему. Теперь Мультиметр покажет ток Iоб диода при обратном смещении. Запишите показания в раздел "Результаты экспериментов".

Эксперимент 3. Измерение статического сопротивления диода. Измерьте сопротивление диода в прямом и обратном подключении, используя Мультиметр в режиме омметра. Малые значения сопротивления соответствуют прямому подключению. Показания прямого сопротивления различны для разных шкал омметра. Почему?

Эксперимент 4. Снятие вольтамперной характеристики диода.

а). Прямая ветвь ВАХ.

Соберите схему (рис. 4). Включите схему. Последовательно устанавливая значения ЭДС источника равными 5 В, 4 В, 3 В, 2 В, 1 В, 0.5 В, 0 В запишите значения напряжения Unp и тока Iпр диода в таблицу а) раздела "Результаты экспериментов".

б). Обратная ветвь ВАХ.

Переверните диод. Последовательно устанавливая значения ЭДС источника равными 0 В, 5 В,

10 В, 15 В запишите значения тока Iоб и напряжения Uоб в таблицу б) раздела "Результаты экспериментов".

в). По полученным данным постройте графики Iпр (Unp) и Iоб (Uoб). г). Постройте касательную к графику прямой ветви ВАХ при Iпр = 4 мА и оцените дифференциальное сопротивление диода по наклону касательной. Проделайте ту же процедуру для Iпр = 0.4 мА и Iпр =0.2 мА. Ответы запишите в раздел "Результаты экспериментов".

д). Аналогично пункту г) оцените дифференциальное сопротивление диода при обратном напряжении 5 В и запишите экспериментальные данные в раздел "Результаты экспериментов". е). Вычислите сопротивление диода на постоянном токе Iпр = 4 мА по формуле Rcr= Unp/Inp и занесите результат в раздел "Результаты экспериментов".

ж). Определите напряжение изгиба. Результаты занесите в раздел "Результаты экспериментов". Напряжение изгиба определяется из вольтамперной характеристики диода, смещенного в прямом направлении, для точки, где характеристика претерпевает резкий излом.

Эксперимент 5. Получение ВАХ на экране осциллографа. Соберите схему (рис. 5). Включите схему. На ВАХ, появившейся на экране осциллографа, по горизонтальной оси считывается напряжение на диоде в милливольтах (канал А), а по вертикальной - ток в миллиамперах (канал В, 1 мВ соответствует 1 мА). Обратите внимание на изгиб ВАХ. Измерьте и запишите в раздел "Результаты экспериментов" величину напряжения изгиба.

Рис.5

Результаты экспериментов:

Эксперимент 1. Измерение напряжения и вычисление тока через диод. Измерьте и запишите напряжения на диоде:

Эксперимент 2. Измерение тока. Измерьте и запишите ток при прямом и обратном смещении

Эксперимент 3. Измерение статического сопротивления диода.

Эксперимент 4. Снятие вольтамперной характеристики диода. Вычислите и запишите токи и напряжения.

а). Прямая ветвь ВАХ.

б). Обратная ветвь ВАХ.

г). Дифференциальное сопротивление диода при прямом смещении, вычисленное по ВАХ.

д). Дифференциальное сопротивление диода при обратном смещении, вычисленное по ВАХ.

Эксперимент 5. Получение ВАХ на экране осциллографа. Напряжение изгиба, определенное из ВАХ, полученной при помощи осциллографа.

Контрольные вопросы

Вопросы для предварительного опроса:

1. Как обозначается в схеме выпрямительный диод?

3. Нарисовать электрическую схему для снятия прямых ВАХ диодов.

4. Нарисовать электрическую схему для снятия обратных ветвей ВАХ диодов.

5. Нарисовать ВАХ выпрямительного диода.

7. Маркировка полупроводниковых выпрямительных и диодов.(старая и новая)

Вопросы к защите:

1. Сравните напряжения на диоде при прямом и обратном смещении по порядку величин. Почему они различны?

2. Сравнимы ли измеренные значения тока при прямом смещении с вычисленными значениями? Сравнимы ли измеренные значения тока при обратном смещении с вычисленными значениями?

3. Сравните токи через диод при прямом и обратном смещении по порядку величин. Почему они различны?

4. Что такое ток насыщения диода?

5. Намного ли отличаются прямое и обратное сопротивления диода при измерении их мультиметром в режиме омметра? Можно ли по этим измерениям судить об исправности диода?

6. Существует ли различие между величинами сопротивления диода на переменном и постоянном токе?

7. Совпадают ли точки изгиба ВАХ, полученные с помощью осциллографа и построенные по результатам вычислений?

8. Что такое собственная, электронная и дырочная проводимость полупроводников?

9. Как работает P-N-переход в равновесном состоянии, при прямом и обратном подключении?

10. Что такое потенциальный барьер, от чего зависит его величина?

11. Вольтамперная характеристика P-N-перехода.

12. Каково аналитическое выражение ВАХ диода?

13. Как влияет температура на ВАХ?

14. Назовите основные виды пробоя P-N-перехода.

15. Что такое барьерная и диффузионная ёмкости перехода и как они зависят от величины обратного напряжения?

16. Почему обратный ток диода не зависит от величины обратного напряжения?

17. Что такое обратное допустимое напряжение полупроводникового диода?

18. Какова величина прямого и обратного сопротивления диода?

19. Назовите основные параметры точечных и плоскостных диодов.