Описание экспериментальной установки. Схема установки приведена на рисунке 3.1.
Схема установки приведена на рисунке 3.1.
Рис. 3.1
На переднюю панель БУИ выведены:
1) кнопки набора режимов работы «ВАХ-ФВХ», «прямая -обратная» и лампочки для индикации выбранных режимов;
2) кнопки «+», «-», предназначенные для установки напряжения в режимах «ВАХ» «прямая» и «ВАХ» «обратная»;
3) розетка для установки объекта исследования.
Требования к технике безопасности
Электропитание экспериментальной установки осуществляется от розетки, расположенной на стене, к которой подведено сетевое напряжение 220 В. Установка подключается проводом с двухполосной вилкой. Все токоведущие части установки закрыты, что исключает их касание.
При выполнении работы необходимо:
1) внимательно ознакомиться с заданием и экспериментальной установкой;
2) проверить заземление установки и изоляцию токоведущих проводов, о замеченных неисправностях немедленно сообщить преподавателю;
3) не загромождать лабораторный стол с установкой посторонними предметами;
4) не оставлять без присмотра работающую установку;
5) по окончании работы выключить установку, отсоединить провода от сети и привести в порядок рабочее место.
Выполнение работы
1. Переключатель ОИ поставить в положение КД 226.
2. Включить «Сеть» на задней панели БУИ. При этом на всех индикаторах должны установиться нули, загореться лампочки «ВАХ» и «прямая».
3. Дать прогреться установке 5 мин.
4. Меняя напряжение в пределах от 0 до 1 В с шагом 0,1 В снять вольт-амперную характеристику (ВАХ) p-n- перехода, включенного в прямом пропускном направлении. Нажать кнопку «сброс». Результаты занести в таблицу 3.1.
Таблица 3.1
| Uпр, В | |
| Iпр, mА |
Обработка результатов эксперимента
1. Построить ВАХ p-n- перехода для прямого включения на миллиметровой бумаге (масштаб: в 1 см 1 mА, в 2 см - 0,1 В).
2. По ВАХ найти сопротивление диода при прямом включении
,
как котангенс угла наклона касательной в данной точке при различных напряжениях. Результаты занести в таблицу 3.2.
4. Построить график зависимости R = f (U) для диода при прямом включении.
5. Рассчитывают абсолютную и относительную погрешности, Rпр (класс точности индикаторных измерительных приборов 0,5).
Таблица 3.2
| Uпр, В | |
| Rпр, кОм |
Требования к отчету
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
1) название и номер лабораторной работы, цель работы;
2) основные теоретические положения;
3) основные формулы для выполнения расчетов;
4) график ВАХ для прямого включения диода, выполненный на миллиметровой бумаге;
5) график зависимости R = f (U), выполненный на миллиметровой бумаге;
6) формулы для расчета и расчет относительной и абсолютной погрешности Rпр;
7) выводы.
Контрольные вопросы
1. Какие вещества относятся к полупроводникам с точки зрения зонной теории?
2. Как возникает электронная проводимость в полупроводниках n- типа?
3. Как возникает дырочная проводимость в полупроводниках р- типа?
4. Какова природа носителей тока в собственных полупроводниках?
5. Почему на границе полупроводников р- и n- типа возникает двойной электрический слой?
6. Какова природа электрических зарядов на границе р-n- перехода?
7. Чему равен ток через р-n- переход в условиях равновесия?
8. Каким выражением определяется прямой ток через р-n- переход?
9. Каким выражением определяется обратный ток через р-n- переход?
10. Чем объясняется односторонняя проводимость р-n- перехода?
11. Как включить р-n- переход в прямом направлении?
12. Что называется коэффициентом выпрямления диода?
13. Как зависит сопротивление p-n- перехода от напряжения при прямом и обратном включении?
Список литературы
1. Епифанов Г.И. Физика твердого тела. - М.: Высшая школа, 1977.
2. Савельев И.В. Курс физики. Кн. 5. - М.: Наука, 1989.
3. Детлаф А.А., Яворский В.М. Курс физики. – М.: Высшая школа, 2002.