«Изучение электрических свойств полуповодников»
(Сделать конспект теории и по данным таблицы построить график зависимости силы тока(ось Y) от напряжения(ось Х) все переписывать не нужно…
Тема: Электрический ток в различных средах.
Наименование работы: Изучение электрических свойств полупроводников.
Время выполнения: 2 часа.
Цель: изучить основные свойства электронно-дырочного перехода
в диодах и триодах.
Теория. Полупроводники характеризуются отличной от проводников проводимостью: собственной, дырочной (р-типа) и электронной (n-типа).
Если в монокристалл полупроводника (например, германия), обладающего проводимостью n-типа, впаять каплю полупроводника (например, индия) с проводимостью р-типа, то в области, примыкающей к месту контакта полупроводников, образуется запирающий слой (р-n-переход; см. рис.), который хорошо проводит ток в одном направлении (прямом от рк n) и практически не проводит ток в другом направлении (обратном). Это свойство используется в полупроводниковой технике.
Оборудование: источник электрической энергии (2 шт.), миллиамперметр, амперметр, диод, транзистор, резисторы (постоянное сопротивление), потенциометр, провода соединительные, ключ (2 шт), вольтметр на 4 В. Ход работы.
Ход работы
I. Проверка односторонней проводимости диода.
1.Составить цепь по схеме, изображённой на рисунке 1.
2. Диод включить в прямом (пропускном) направлении: отметка «+» должна быть обращена к полюсу источника ЭДС. Замкнуть цепь и отметить показания миллиампера. Цепь разомкнуть.
3. Диод включить в обратном (запорном) направлении. Цепь замкнуть и убедиться в отсутствии тока в цепи. Цепь разомкнуть.
4. По результатам наблюдений сделать соответствующий вывод.
II. Снятие вольт-амперной характеристики диода.
1. Составить цепь по схеме, изображенной на рис.2. Диод включить в пропускном направлении.
2. Замкнуть цепь. Подобрать положение движка потенциометра так, чтобы вольтметр показал самое малое напряжение. Снять показания измерительных приборов.
3. Перемещать постепенно движок потенциометра и снять не менее семи значений напряжения и силы тока. Цепь разомкнуть.
4. Результаты измерений записать в таблицу 1.
Таблица 1
Номер опыта | Ток, проходящий через диод, I, мА | Напряжение, поданное на диод, U, В |
1 | 0 | 0,15 |
0 | 0,3 | |
8 | 0,45 | |
16 | 0,6 | |
30 | 0,75 | |
5. По результатам измерений построить график зависимости силы тока от напряжения, откладывая по оси ординат силу тока в миллиамперах, а по оси абсцисс — напряжение в вольтах.
III. Проверка односторонней проводимости триода
1. Собрать цепь по схеме, изображенной на рис. 3. Вывод от базы должен быть обращен к «—» источника тока.
2. Клемму Включа соединить с эмиттером Этриода и на короткое время замкнуть цепь, отметить показание миллиамперметра.
3. Клемму Включа соединить с коллектором Ктриода и на короткое время замкнуть цепь, отметить показание миллиамперметра.
4. Проверить работу триода в обратном направлении. Для этого
|
вывод базы соединить с зажимом «+» источника электрической энергии, а клемму Аключа — с зажимом «—» (рис. 3, б ).
5. Повторить п. 2 и 3.
6. По результатам наблюдений сделать соответствующий
вывод.
Контрольные вопросы:
1. В чём различие проводимости проводников и полупроводников?
2. Как объяснить уменьшение удельного сопротивления проводника при увеличении температуры?
3. Что является в схеме триода входной цепью и что – выходной?
4. Как следует включить в цепь транзистор, чтобы он действовал и как диод в прямом направлении?
5. Что показывает вольт-амперная характеристика диода?
6. Почему сила тока в проходном направлении с увеличением напряжения растёт очень быстро, в запирающем же направлении – очень мала и почти не меняется с ростом напряжения?
Умения и навыки:
1. Сборка электрической цепи. Включение в цепь диодов и триодов.
2. Объяснение свойств электронно-дырочного перехода в полупроводниках.
3. Построение вольт-амперной характеристики диода в выбранном масштабе.
Литература:
1. Жданов Л.С. Учебник по физике. - §24.1-24.6
2. Мякишев Г.Я. и другие Физика 10. - §111-113, 115-119