Розв'язання вправ та завдань до підручника «Фізика» Є.В. Коршак 11 клас - 2011 рік

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2

Тема: Дослідження електричного кола з напівпровідниковим діодом.

Мета: вивчити основні властивості напівпровідникового діода.

Обладнання: германієвий напівпровідниковий діод, амперметр, джерело струму, провідники, реостат з ковзним контактом, вимикач, вольтметр.

Теоретичні відомості

Принцип дії більшості напівпровідникових приладів базується на використанні властивостей р-n-переходу.

Для утворення р-n-переходу в кристалі з електронною провідністю треба створити область з дірковою провідністю або в кристалі з дірковою провідністю — область з електронною провідністю.

Якщо р-n-перехід з’єднати з джерелом струму так, щоб з його позитивним полюсом була з’єднана область з електронною провідністю, то електрони в га-напівпровіднику і дірки в р-напівпровіднику будуть віддалятись зовнішнім полем від запірного шару в протилежних напрямах, збільшуючи його питомий опір. Цей спосіб увімкнення р-n-переходу називається увімкненням у запірному, або зворотному, напрямі.

Якщо р-n-перехід з’єднати з джерелом струму так, щоб позитивний полюс був з’єднаний з областю діркової провідності, а негативний — з областю електронної провідності, то переходи основних носіїв через р-n-перехід полегшуються.

. Основні носії зменшують товщину й опір запірного шару. Цей спосіб увімкнення називається увімкненням у пропускному, або в прямому, напрямі.

Здатність р-n-переходу пропускати струм практично тільки в одному напрямі і не пропускати його в протилежному напрямі використовується в приладах, що одержали назву напівпровідникових діодів.

Хід роботи

1. Ознайомимося із зовнішнім виглядом діода, його маркуванням.

2. Складемо коло із джерела струму, амперметра, реостата і вимикача. Виведемо повзунок реостата на найбільший опір.

3. Замкнемо коло і спостерігаємо за показами амперметра. Установимо повзунок реостата так; щоб амперметр показував струм 0,1 А.

4. Розімкнемо коло і в нього увімкнемо діод послідовно з амперметром.

5. Поступово змінюючи положення повзунка реостата, будемо стежити за показами амперметра і вольтметра.

Результати вимірювань занесемо до таблиці.

6. За даними таблиці побудуємо вольт-амперну характеристику діода.

7. Якщо змінити полярність увімкнення діода в коло, то опір р-n-переходу збільшується і сила струму практично дорівнює нулю.

8. Обережно підігріваючи діод, стежимо за показами амперметра.

Покази амперметра збільшуються.

Висновки:

1. Діод добре проводить струм в одному напрямі (пропускному) і практично не пропускає струм в протилежному (запірному) напрямі.

2. Якщо опір металів з підвищенням температури зростає приблизно лінійно, опір напівпровідника (діода) різко зменшується.