BADANIE CHARAKTERYSTYKI DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWEJ

Transkrypt

1 Fzyka cała stałego, Elektyczość magetyzm BADANIE CHARAKTERYTYKI DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWEJ 1. Ops teoetyczy do ćwczea zameszczoy jest a stoe w dzale DYDAKTYKA FIZYKA ĆWICZENIA LABORATORYJNE.. Ops układu pomaowego Ćwczee wykoywae jest ze wskazaą pzez wykładowcę dodą w dwóch óżych układach pomaowych służących do mezea chaakteystyk I - U w keuku pzewodzea zapoowym. W obydwu układach wykozystuje sę te same elemety obwodu. Poma chaakteystyk I - U dody w keuku pzewodzea pzepowadza sę w układze pomaowym pzedstawoym a ysuku a). W skład układu wchodzą: zaslacz, badaa doda, woltomez cyfowy, ampeomez oaz ezysto zabezpeczający R z. Ampeomez w tym układze pomaowym wskazuje sumę pądów płyących w dodze pzez woltomez. Tzeba jedak zauważyć, że ezystacja wewętza woltomeza cyfowego jest zacze wększa w poówau z małą ezystacją dody spolayzowaej w keuku pzewodzea, a węc pąd płyący pzez woltomez jest zacze mejszy ż pąd płyący pzez dodę. W te sposób ampeomez paktycze mezy pąd płyący pzez dodę. Poma chaakteystyk dody w keuku zapoowym pzepowadza sę w układze pomaowym pzedstawoym a b). W tym układze pomaowym woltomez wskazuje sumę apęć a dodze a ampeomezu. Poeważ ezystacja wewętza ampeomeza jest badzo mała w poówau z ezystacją dody spolayzowaej zapoowo, spadek apęca a ampeomezu moża pomąć w poówau ze spadkem apęca a dodze paktycze woltomez wskazuje apęce a dodze.

2 Fzyka cała stałego, Elektyczość magetyzm 3. Pzepowadzee pomaów chematy układów do wyzaczaa chaakteystyk I - U dody: a) w keuku pzewodzea, b) w keuku zapoowym. A. Poma chaakteystyk dody w keuku pzewodzea 1. Zmotować obwód według schematu a ysuku a). Do pomau atężea apęca pądu podłączyć odpowed mek.. Ustawć ampeomez woltomez a ajwększy zakes. 3. Na zaslaczu ustawć ajmejsze możlwe apęce, astępe włączyć zaslacz. 4. Zmejszyć zakes woltomeza (p. do 1 V), tak by wskazaa go e pzekaczały. 5. Wykoać pomay atężea pądu dla apęć od 600 mv do 900 mv co 0 mv. Napęce zwększać egulując apęce wyjścowe zaslacza. Zwększać zakes ampeomeza, tak by wskazaa go e pzekaczały. B. Poma chaakteystyk dody w keuku zapoowym 1. Zmotować obwód według schematu a ysuku b). Do pomau atężea apęca pądu podłączyć odpowed mek.. Ustawć ampeomez woltomez a ajwększy zakes. 3. Na zaslaczu ustawć ajmejsze możlwe apęce, astępe włączyć zaslacz. 4. Zmejszyć zakes woltomeza (p. do 100 V), tak by wskazaa go e pzekaczały. 5. Wykoać pomay atężea pądu dla apęć: 0,5, 1,, 4, 6, 8, 10, 1, 14, 16, 18, 0, 5, 30, 35, 40, 45, 50 V. Napęce zwększać egulując apęce wyjścowe zaslacza. Zwększać zakes ampeomeza, tak by wskazaa go e pzekaczały.

3 Fzyka cała stałego, Elektyczość magetyzm 4. Opacowae wyków pomaów Wykoae wykesu (1) chaakteystyk pądowo-apęcowej dody w keuku pzewodzea 1. Naeść pukty pomaowe (waz z epewoścam) chaakteystyk pądowo apęcowej dody dla keuku pzewodzea (Wykes 1). Dobać odpowedo skale dla os pądu apęca.. Wyzaczyć ezystacje óżczkowe dody dla dwóch wybaych apęć. Rezystacja óżczkowa w daym pukce wykesu jest ówa współczykow keukowemu styczej do wykesu. Naysować stycze do chaakteystyk oszacować watość ch współczyków keukowych. Wykoae wykesu () chaakteystyk pądowo-apęcowej dody w keuku zapoowym 3. Naeść pukty pomaowe (waz z epewoścam) chaakteystyk pądowo apęcowej dody dla keuku zapoowego (Wykes ). Dobać odpowedo skale dla os pądu apęca. 4. Wyzaczyć ezystacje óżczkowe dody dla dwóch wybaych apęć. Rezystacja óżczkowa w daym pukce wykesu jest ówa współczykow keukowemu styczej do wykesu. Naysować stycze do chaakteystyk oszacować watość ch współczyków keukowych. 5. Oszacować a wykese watość I dla któej watość pądu e ulega zmae mmo zmay watośc apęca. Wykoae wykesu (3) logaytmczej chaakteystyk pądowo-apęcowej dody w keuku pzewodzea e 6. Wykoać wykes (3) l I U l I β k T gdze: I s tzw. pąd asycea, e ładuek elemetay, k stała Boltzmaa, - współczyk popocjoalośc mędzy składową pądu dyfuzyjego 1 ekombacyjego, T tempeatua temodyamcza. Zwócć szczególą uwagę a to, aby oś l I pzechodzła pzez pukt U = 0. Naoszee epewośc pomaowych e jest koecze. 7. Metodą ajmejszych kwadatów wyzaczyć paamety postej y ax b, gdze U oaz ch epewośc: a 1 x 1 1 x y 1 1 x x y, b y a x y b y u a a, x x 1 1 y a x 1 1, u b x, y li 1 b a Pzy wyzaczau paametów postych zaleca sę wykoae tabel zaweającym kolumy z poszczególym watoścam: x, y, x, y, x y oaz ch sumy w celu ukęca błędów pzy pzetwazau watośc zmezoych. Postą waz z wyzaczoym paametam aeś a wykes (3). x,.

4 Fzyka cała stałego, Elektyczość magetyzm Wyzaczee współczyk popocjoalośc jego epewośc 8. Na podstawe współczyka keukowego wyzaczoej postej l I e U l I β k T e wyzaczyć współczyk β. a k T 9. Wyzaczyć epewość stadadową złożoą względą u β c, a ut u a T. 10. Wyzaczyć epewość stadadową złożoą u β 11. Wyzaczyć epewość ozszezoą Uβ u β c. c β a ut u a T. Wyzaczee pądu asycea jego epewośc e 1. Na podstawe wyazu wolego wyzaczoej postej l I U l I β k T wyzaczyć współczyk I expb. 13. Wyzaczyć epewość stadadową I expb ub u. 14. Wyzaczyć epewość ozszezoą UI u I. c

5 Fzyka cała stałego, Elektyczość magetyzm 5. Podsumowae 1. Zgode z egułam pezetacj wyków zestawć wyzaczoe welkośc: I, ui, u I, U I oaz watośc odesea,, u U, u, oaz watośc odesea max m, wszystke wyzaczoe watośc ezystacj óżczkowych.. Pzeaalzować uzyskae ezultaty: a) czy spełoa jest elacja u 0, 1, I b) któa z epewośc pomaowych ma ajwększy wpływ a epewość β c) czy spełoa jest elacja u 0, 1, d) czy spełoa jest elacja U, u c,, e) wzajemych elacj watośc wyzaczoe watośc ezystacj óżczkowych, f) ozkład puktów a chaakteystyce względem wyzaczoej postej (wykes 3), pod kątem występowaa pzyczy błędów gubych, systematyczych pzypadkowych. 3. yteza. a) Wycągąć wosk pod kątem występowaa błędów gubych, systematyczych pzypadkowych oaz ch pzyczy. b) Zapopoować dzałaa zmezające do podesea dokładośc wykoywaych pomaów. c) Wyjaść czy cele ćwczea zostały osągęte. 6. Pzykładowe pytaa Zameszczoe są a stoe w dzale DYDAKTYKA FIZYKA ĆWICZENIA LABORATORYJNE. ************************* Zadaa dodatkowe do wyzaczea aalzy: 1. Wyzaczyć zapsać a wykese współczyk koelacj R 1 1 x xm m x x m m 1. Jego watość poddać aalze syteze.. Poówać watośc I : oszacowaą z wykesu () wyzaczoą z wykesu (3). Wycągąć wosk.

6 Fzyka cała stałego, Elektyczość magetyzm Zespół w składze... cele ćwczea: a) wyzaczee paametu I, b) wyzaczee paametu, c) okeślee chaakteystyk pądowo-apęcowej dody; 3.1 Watośc teoetycze welkośc wyzaczaych lub okeślaych waz z epewoścam: 3. Paamety staowska (watośc ch epewośc): 3.3 Pomay uwag do ch wykoaa. Nepewość pomau apęca... Nepewość pomau atężea... Tempeatua jej epewość... Katę Pomaów poszę dukować dwustoe

7 Fzyka cała stałego, Elektyczość magetyzm Keuek pzewodzea, doda... Keuek zapoowy, doda... U [mv] I [...] U [V] I [...] 600 0, Data podps osoby powadzącej toa duga Katy Pomaów