P-n переход (электронно-дырочного перехода)

Экспериментальная часть.

1- Собрать схему для исследования ВАХ диода.

Рисунок 1. Схема для исследования ВАХ диода

2- Построить ВАХ диода для идеальной модели.

Рисунок 2. ВАХ диода идеальной модели.

3- Построить ВАХ для другой модели из библиотеки компонентов

Рисунок 3. ВАХ диода другой модели (исп. Диод Шоттки)

4- В ходе выполнения лабораторной работы был выполнен экспорт параметров модели диода №1 в SPICE файл. Далее параметры модели были изменены в файле. Затем был выполнен импорт. Установлено, что редактирование модели компонента выполняется корректно.

5- Построить временные диаграммы напряжений на диоде и на нагрузке при подаче на вход диода синусоидального сигнала.

Рисунок 5. Временная диаграмма напряжения на диоде

Рисунок 6. Временная диаграмма напряжения на нагрузке

6- Поставить второй диод параллельно первому. Оценить, как изменить работа схемы и почему.

Рисунок 7. ВАХ и временная диаграмма напряжений при параллельном соединении диодов

7- Поставить второй диод последовательно первому. Оценить, как изменить работа схемы и почему.

Рисунок 8. ВАХ и временная диаграмма напряжений при последовательном соединении диодов

Выводы

1- Мы ознакомились с возможностями и пользовательским интерфейсом программы Multisim 10.

2- Собрали схему для исследования ВАХ модели диода 1N1202C.

3- Построили ВАХ диода для идеальной модели, т.е. модели, ВАХ которой близка к теоретической.

4- Построили ВАХ для другой модели диода из библиотеки компонентов Multisim 10. Мы выбрали диод Шоттки, модель 02DZ4.7. Мы заметили интересный факт, то, что ВАХ диода Шоттки больше, чем ВАХ идеального диода, т.е. на открытие диода Шоттки затрачивается больше напряжения.

5- Выполнили экспорт и импорт параметров модели диода в SPICE файл, изменили параметры модели в файле, убедились, что редактирование модели компонента выполнилось корректно, а именно изменилась ВАХ диода, т.е. она приближенна к теоретическим показаниям.

6- Построили временные диаграммы напряжений на диоде и на нагрузке при подаче на вход диода синусоидального сигнала.

7- Поставили второй диод параллельно первому. Заметили, что ВАХ увеличилась, за счет распределения напряжения в цепи.

8- Поставили второй диод последовательно первому. Заметили, что ВАХ значительно меньше, чем при параллельном соединении, опять же причина в перераспределении напряжения в цепи.

Ответы на контрольные вопросы

1. Что такое p-n переход?

P-n переход (электронно-дырочного перехода)

Из-за неравномерной концентрации на границе раздела p и n полупроводника возникает диффузионный ток, за счёт которого электроны из n-области переходят в p-область, а на их месте остаются некомпенсированные заряды положительных ионов донорной примеси. Электроны, приходящие в p область, рекомбинируют с дырками, и возникают некомпенсированные заряды отрицательных ионов акцепторной примеси. Ширина p-n перехода – десятые доли микрона. На границе раздела возникает внутреннее электрическое поле p-n перехода, которое будет тормозящим для основных носителей заряда и будет их отбрасывать от границы раздела.