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.
Цей контент створено завдяки Міністерству освіти і науки України