Ćwiczenie nr 23. Charakterystyka styku między metalem a półprzewodnikiem typu n. str. 1. Cel ćwiczenia:

Podobne dokumenty
Przyrządy i Układy Półprzewodnikowe

Rys.1. Struktura fizyczna diody epiplanarnej (a) oraz wycinek złącza p-n (b)

Badanie diod półprzewodnikowych i elektroluminescencyjnych (LED)

Sprawozdanie z zajęć laboratoryjnych: Fizyka dla elektroników 2

Badanie układów prostowniczych

Własności i zastosowania diod półprzewodnikowych

Ćwiczenie nr 3 Sprawdzenie prawa Ohma.

Ćwiczenie nr 123: Dioda półprzewodnikowa

Temat: Zastosowanie multimetrów cyfrowych do pomiaru podstawowych wielkości elektrycznych

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 123: Półprzewodnikowe złącze p-n

Badanie charakterystyki diody

Własności i zastosowania diod półprzewodnikowych

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

AC/DC. Jedno połówkowy, jednofazowy prostownik

E12. Wyznaczanie parametrów użytkowych fotoogniwa

XLVI OLIMPIADA FIZYCZNA (1996/1997). Stopień III, zadanie doświadczalne D

POMIARY OSCYLOSKOPOWE 51

Badanie charakterystyk elementów półprzewodnikowych

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Diody półprzewodnikowe

8 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J

BADANIE DIOD PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

E12. Wyznaczanie parametrów użytkowych fotoogniwa

A6: Wzmacniacze operacyjne w układach nieliniowych (diody)

Bogdan Olech Mirosław Łazoryszczak Dorota Majorkowska-Mech. Elektronika. Laboratorium nr 3. Temat: Diody półprzewodnikowe i elementy reaktancyjne

Wykład V Złącze P-N 1

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Wyznaczanie parametrów diod i tranzystorów

DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWE

UKŁADY PROSTOWNICZE 0.47 / 5W 0.47 / 5W D2 C / 5W

Ćw. III. Dioda Zenera

Badanie diody półprzewodnikowej

Pracownia Automatyki i Elektrotechniki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 1. Połączenia szeregowe oraz równoległe elementów RC

ELEMENTY ELEKTRONICZNE

Tranzystor. C:\Program Files (x86)\cma\coach6\full.en\cma Coach Projects\PTSN Coach 6 \Elektronika\Tranzystor_cz2b.cmr

Ćwiczenie nr 34. Badanie elementów optoelektronicznych

Efekt Halla. Cel ćwiczenia. Wstęp. Celem ćwiczenia jest zbadanie efektu Halla. Siła Loretza

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT FIZYKI. Temperaturowa zależność statycznych i dynamicznych charakterystyk złącza p-n

WYDZIAŁ.. LABORATORIUM FIZYCZNE

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA

Politechnika Białostocka

Ćwiczenie - 3. Parametry i charakterystyki tranzystorów

Badanie własności hallotronu, wyznaczenie stałej Halla (E2)

Ćwiczenie 1 LABORATORIUM ELEKTRONIKI POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH

Laboratorum 4 Dioda półprzewodnikowa

IA. Fotodioda. Cel ćwiczenia: Pomiar charakterystyk prądowo - napięciowych fotodiody.

Systemy i architektura komputerów

3.4 Badanie charakterystyk tranzystora(e17)

Instytut Fizyki Doświadczalnej Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki UNIWERSYTET GDAŃSKI

Badanie obwodów z prostownikami sterowanymi

LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH. Ćwiczenie nr 6 TYRYSTOR

(a) Układ prostownika mostkowego

12. Zasilacze. standardy sieci niskiego napięcia tj. sieci dostarczającej energię do odbiorców indywidualnych

Dioda półprzewodnikowa

Ć w i c z e n i e 1 6 BADANIE PROSTOWNIKÓW NIESTEROWANYCH

SPRAWDZANIE SŁUSZNOŚCI PRAWA OHMA DLA PRĄDU STAŁEGO

Ćwiczenie nr 9. Pomiar rezystancji metodą porównawczą.

Złącze p-n: dioda. Przewodnictwo półprzewodników. Dioda: element nieliniowy

BADANIE ELEKTRYCZNEGO OBWODU REZONANSOWEGO RLC

Badanie transformatora

Ćwiczenie E6. BADANIE PROSTOWNIKÓW JEDNO- i DWUPOŁÓWKOWEGO

R 1. Układy regulacji napięcia. Pomiar napięcia stałego.

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 5

Ćwiczenie nr 43: HALOTRON

Badanie charakterystyki prądowo-napięciowej opornika, żarówki i diody półprzewodnikowej z wykorzystaniem zestawu SONDa

Scenariusz lekcji fizyki w klasie drugiej gimnazjum

Badanie bezzłączowych elementów elektronicznych

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 2

LI OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP II Zadanie doświadczalne

WYDZIAŁ FIZYKI, MATEMATYKI I INFORMATYKI POLITECHNIKI KRAKOWSKIEJ

EL08s_w03: Diody półprzewodnikowe

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA

Ćw. 1: Badanie diod i prostowników

Podstawy Elektroniki dla TeleInformatyki. Diody półprzewodnikowe

Zjawisko Halla Referujący: Tomasz Winiarski

ELEMENTY ELEKTRONICZNE

Prostowniki. Prostownik jednopołówkowy

Ćwiczenie E17 BADANIE CHARAKTERYSTYK PRĄDOWO-NAPIĘCIOWYCH MODUŁU OGNIW FOTOWOLTAICZNYCH I SPRAWNOŚCI KONWERSJI ENERGII PADAJĄCEGO PROMIENIOWANIA

Półprzewodniki. złącza p n oraz m s

WYZNACZANIE PRACY WYJŚCIA ELEKTRONÓW Z LAMPY KATODOWEJ

Badanie zjawiska rezonansu elektrycznego w obwodzie RLC

Politechnika Białostocka

Prostowniki. 1. Cel ćwiczenia. 2. Budowa układu.

Pod względem przewodnictwa elektrycznego substancje można podzielić na:

BADANIE TRANZYSTORA BIPOLARNEGO

Badanie żarówki. Sprawdzenie słuszności prawa Ohma, zdejmowanie charakterystyki prądowo-napięciowej.

Ćwiczenie 10 Temat: Własności tranzystora. Podstawowe własności tranzystora Cel ćwiczenia

LABORATORIUM ELEKTRONIKI ĆWICZENIE 4 POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH

POMIARY OSCYLOSKOPOWE

ZJAWISKA TERMOELEKTRYCZNE

Wstęp. Doświadczenia. 1 Pomiar oporności z użyciem omomierza multimetru

3. ZŁĄCZE p-n 3.1. BUDOWA ZŁĄCZA

Ćwiczenie - 2 DIODA - PARAMETRY, CHARAKTERYSTYKI I JEJ ZASTOSOWANIE

POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI INSTYTUT MASZYN I URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH LABORATORIUM ELEKTRYCZNE. Obwody nieliniowe.

Ćwiczenie C2 Tranzystory. Wydział Fizyki UW

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 4

Ćwiczenie nr 4. Badanie filtrów składowych symetrycznych prądu i napięcia

Podstawy Elektrotechniki i Elektroniki. Opracował: Mgr inż. Marek Staude

ĆWICZENIE 38. WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK I PARAMETRÓW LAMP ELEKTRONOWYCH Kraków 2015

Zasilacze: Prostowniki niesterowane, prostowniki sterowane

Ćwiczenie: "Właściwości wybranych elementów układów elektronicznych"

Transkrypt:

Ćwiczenie nr 23 Charakterystyka styku między metalem a półprzkiem typu n. Cel ćwiczenia: Wyznaczanie charakterystyki napięciowo - prądowej złącza metal-półprzk n oraz zaobserwowanie działania elementów prostowniczych. Zagadnienia: 1 Teoria pasmowa ciała stałego na podstawie modelu prawie swobodnych elektronów. 2 ki, parametry półprzków. 3 Przctwo samoistne dziurowe i elektronowe półprzków. 4 Złącze typu metal-półprzk n. 5 Prostowniki prądu przemiennego: jednopołówkowe i dwupołówkowe. Pytania kontrolne: 1 Wyjaśnij powstawanie kontaktowej różnicy potencjałów. 2 W jaki sposób wykonuje się złącza? Podaj przykłady. 3 Narysuj układ Gretza i wyjaśnij jego działanie. 4 Dlaczego opór złącza jest nieliniowy? Literatura: 1 B. Jaworski, Kurs fizyki t.ii. 2 C. Kittel, Wstęp do fizyki ciała stałego. 3 M. N. Rudden, J. Wilson, Elementy fizyki ciała stałego. 4 Przeździecki, Elektrotechnika i elektronika. str. 1

Wprowadzenie. Po zetknięciu metalu z półprzkiem typu n strumień elektronów z półprzka do metalu będzie przeważał nad strumieniem elektronów z metalu do półprzka. Warstwa przystykowa półprzka traci część elektronów i ładuje się dodatnio, natomiast metal uzyskuje nadmiarowy ładunek ujemny. Między metalem i półprzkiem powstaje podwójna warstwa ładunku elektrycznego. Utworzy się kontaktowa różnica potencjału. W warstwie przystykowej półprzka niemal całkowicie brak swobodnych elektronów, w związku z czym opór elektryczny warstwy jest znacznie większy niż pozostałej części półprzka. Warstwę taką nazywamy warstwą zaporową. Przyłożenie zewnętrznego napięcia elektrycznego U z do złącza wpływa na rozmiary warstwy zaporowej i wysokość bariery potencjału, a więc i opór. Jeśli zewnętrzne pole elektryczne skierowane jest od metalu (+) do półprzka (-), to elektrony z całej objętości półprzka wciągane są do warstwy przystykowej. Powoduje to zmniejszenie grubości warstwy zaporowej, zmniejszenie bariery potencjału i powiększenie przewodności złącza. W tym kierunku, zwanym kierunkiem przewodzenia, może płynąć stosunkowo duży prąd. a) b) c) Rys. 1. Rozkład potencjału wzdłuż złącza. Jeśli zewnętrzne pole ma kierunek przeciwny, metal(-), półprzk(+), następuje dalsze zubożenie warstwy przystykowej w elektrony, wzrasta jej grubość i bariera potencjałów, a zatem opór. Mówimy, że złącze jest spolaryzowane w kierunku zaporowym. str. 2

Zależność prądu od napięcia zewnętrznego dla elementu obwodu zawierającego złącze, przedstawia poniższy rysunek. kierunek przewodzenia kierunek zaporowy Rys. 2. Charakterystyka prądowo-napięciowa złącza prostującego. Duże zmiany oporu w zależności od napięcia, przedstawić można we współrzędnych InR, U. Rys. 3. Zależność oporu złącza prostującego od napięcia. Przebieg ćwiczenia. A. Wyznaczanie charakterystyki napięciowo-prądowej złącza metał-półprzk typu n. Zestawić obwód jak na rys.4. Zasilacz regulowany typndn Rys. 4. Schemat układu pomiarowego do wyznaczania charakterystyki złącza prostującego. Z - zasiłącz prądu stałego z regulacją co 0,1 V, P -płytka żelazna pokryta selenem (prostownik jednopołówkowy). 2. Ustawiając na zasilaczu napięcia : - w kierunku przewodzenia str. 3

Od 0,3V do 2,1 co 0,3V i od 3V do l0v co 1V - w kierunku zaporowym od 0 do 30 V co 5 V odczytywać natężenie prądu I w obwodzie i napięcie U na styku. 3. Dane zestawić w tabelach: a) dla kierunku przewodzenia Tob. 1. Wynikł pomiarów - kierunek przewodzenia. U ΔU I Δl R ΔR lnr [V] [V] [ma] [ma] [kω] [kω] dla R w [Ω b) dla kierunku zaporowego Tab. 2. Wyniki pomiarów - kierunek zaporowy. U ΔU I Δl R ΔR lnr [V] [V] [μa] [μa] [MΩ] [MΩ] dla R w [Ω] B. Zastosowanie styku metal-półprzk jako prostownika prądu przemiennego. 1. Z zasilacza prądu przemiennego Tr przyłożyć na oscyloskop napięcie ok. 6 V. Zaobserwować obraz prądu zmiennego. 2. Zbudować układ według rys. 5. str. 4

Rys. 5. Schemat połączeń obwodu prostownika jednopołówkowego z oscyloskopem. Tr - zasilacz prądu przemiennego R - opornica suwakowa (20 O - 3A) P - prostownik jednopołówkowy Zdjąć z oscyloskopu zaobserwowane przebiegi. W celu wykorzystania dwu połówek prostowanej sinusoidy stosuje się układ Graetza. Po zbudowaniu poniższego układu zdjąć z oscyloskopu zaobserwowane przebiegi prądu. Rys. 6. Schemat połączeń obwodu prostownika dwupołówkowego z oscyloskopem. 5. W oparciu o powyższe wyjaśnić działanie prostowników. W opracowaniu umieścić zdjęte przebiegi prąciu przemiennego przed i po wyprostowaniu. B. Opracowanie wyników. 1. Na podstawie tabel wykonać wykresy: I = f(u) lnr = f(u) Wyciągnąć wnioski z powyższych wykresów. 2. Obliczyć błąd maksymalny oporności R (tabela 1 i tabela 2) metodą różniczki zupełnej lub pochodnej logarytmicznej dla początkowych i końcowych pomiarów. str. 5