Усі лабораторні роботи. 6-11 класи

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 p-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 n-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 з зовнішнім виглядом діода, його маркуванням.

2. Складемо коло з 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.

Напруга U, В	0,6	0,8	1	1,2	1,4	1,6	1,8	2	2,2	2,4
Іпр, мА	0,05	0,1	0,3	0,5	0,8	1.1	1,6	2,1	2,7	3,2

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

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

8. Обережно підігріваючи діод, стежимо за показами амперметра. Покази амперметра збільшуються.

Висновок:

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.