Wydział Elektroniki Mikroytemów i Fotoniki Politechniki Wrocławkiej SUDA DZENNE LABORAORUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNKOWYCH Ćwiczenie nr 7 Wpływ temperatury na półprzewodnik oraz na charakterytykę U złącza pn. Zaadnienia do amodzielneo przyotowania zależność konduktywności półprzewodnika od temperatury, charakterytyka rezytancyjnotemperaturowa oraz napięciowoprądową termitora, rezytancja tatyczna i dynamiczna, temperaturowy wpółczynnik rezytancji termitora, wpływ temperatury na prąd złącza polaryzowaneo w kierunku zaporowym, wpływ temperatury na powielanie lawinowe i zjawiko Zenera, wpływ temperatury na charakterytykę złącza polaryzowaneo w kierunku przewodzenia, temperaturowe wpółczynniki prądu i napięcia złącza pn definicje i wartości.. Proram zajęć pomiar charakterytyki temperaturowej termitora, wyznaczenie parametrów R, B i a na podtawie wykreślonej zależności R =f(/), pomiar zależności U =f() dla diody polaryzowanej w kierunku przewodzenia oraz zależności =f() dla diody polaryzowanej w kierunku zaporowym, obliczenie temperaturowych wpółczynników napięcia oraz prądu, obliczenie zerokości pama zabronioneo W na podtawie zmierzonych zależności.. Literatura. W. Marciniak, Przyrządy półprzewodnikowe i układy calone, WN, Warzawa, 987. B. Schmidt, E. Kuźma, ermitory, WN, Warzawa, 97 3. Poradnik nżyniera Elektronika, WN, Warzawa, 97 Wykonując pomiary PRZESRZEGAJ przepiów BHP związanych z obłuą urządzeń elektrycznych.
. Wpływ temperatury na konduktywność półprzewodnika Konduktywność półprzewodnika opiuje zależność: ( m n n m p) = q +, () dzie: q ładunek elementarny, m n, m p ruchliwość elektronów i dziur, n, p koncentracja odpowiednio elektronów i dziur. W wypadku półprzewodnika amoitneo otrzymuje ię: = ( m + ) p i qni n m p Zależność konduktywności półprzewodnika od temperatury jet więc wypadkową zmian koncentracji i ruchliwości nośników w funkcji temperatury. Zmiana koncentracji nośników wraz z temperaturą wynika z eneracji termicznej nośników oraz jonizacji domiezek półprzewodnika. Ruchliwość nośników μ w porównaniu z koncentracją zmienia ię nieznacznie z temperaturą. Zależność μ w funkcji temperatury związana jet z mechanizmem rozprazania nośników. W temperaturach nikich (poniżej 50K) przeważa rozprazanie na jonach domiezek (μ~ 3/ ), natomiat w temperaturach wyżzych dominuje rozprazanie cieplne lub rozprazanie na fononach i wówcza μ~ 3/. Rozprazanie na jonach domiezek jet tym ilniejze, im więkza jet koncentracja nośników, dlateo ruchliwość maleje w miarę wzrotu poziomu domiezkowania półprzewodnika. Można wyróżnić trzy obzary charakterytyczne zależności konduktywności półprzewodnika nieamoitneo od temperatury (ry..): dla temperatur nikich (zakre ) eneracja termiczna par elektrondziura jet niewielka, natępuje jednak jonizacja atomów domiezek. Koncentracja zjonizowanych domiezek rośnie wykładniczo z temperaturą, tąd oberwowany protoliniowy odcinek charakterytyki σ = f ( ) w układzie wpółrzędnych lolin. W dla temperatur średnich () prawie wzytkie domiezki ą zjonizowane, koncentracja nośników praktycznie nie zmienia ię z temperaturą, a o konduktywności decyduje koncentracja nośników ładunku pochodzących z domiezek, których ilość jet tała. Niewielkie zmniejzenie konduktywności ze wzrotem temperatury wynika ze zmniejzenia ię ruchliwości nośników. dla temperatur wyokich () przeważa termiczna eneracja par elektrondziura, ich koncentracja jet znacznie więkza niż koncentracja nośników pochodzących od domiezek; konduktywność półprzewodnika zmienia ię ze wzrotem temperatury wykładniczo tak, jak konduktywność półprzewodnika amoitneo. Ponieważ σ i ~ n i, to zależność tem ć peraturowa σ i ma potać σ i» exp ç č k.
[S m ] Skala loarytmiczna σ i / [K ] 400600 050 0 [K] Ry.. Zależność konduktywności półprzewodnika domiezkowaneo od temperatury. Podano zakrey temperatur, dla których zachodzi zmiana przebieu charakterytyk konduktywności różnych półprzewodników.. ermitor rezytor półprzewodnikowy wykorzytujący zależność rezytancji od temperatury. ermitory podzielić można na trzy rupy: NC (Neative emperature Coefficient), WR<0 termitory najczęściej toowane, dzie: WR temperaturowy wpółczynnik rezytancji WR = dr R d 00% = a [% K ] () PC (Poitive emperature Coefficient), WR>0 w oraniczonym zakreie temperatur, CR (Critical emperature Reitor) WR<0, o dużej wartości bezwzlędnej w wąkim zakreie temperatur. ermitory zawierają najczęściej tlenki metali przejściowych, takie jak MnO, io lub ich piekane miezaniny. Zależność rezytancji termitora NC od temperatury ma potać: é B ů R = R Ą exp ę ë ú, ű (3) dzie: R Ą rezytancja termitora dla /=0 (czyli ), wyrażona w [Ω ], B tała wyrażana w topniach Kelvina, zwykle równa kilka tyięcy K. Wzór (3) można przekztałcić do potaci: ln R ln R + = Ą B, z której wynika liniowa zależność R od odwrotności temperatury we wpółrzędnych lolin (ry..). emperaturowy wpółczynnik rezytancji (WR), oznaczany najczęściej ymbolem a, dla termitorów NC 3
wynoi od kilku do kilkunatu %K. Jeo wartość bezwzlędna jet 0 do 00 razy więkza niż WR dla rezytorów metalicznych (np. 0, %K ). Można o wyznaczyć ze wzorów () i (3): Po uprozczeniu otrzymuje ię: B RĄ exp dr ć B a = = ç. R d B R č Ą exp B a =. (4) R [Ω] Skala loarytmiczna R 0 / [K ] Ry.. Charakterytyka termitora NC w układzie wpółrzędnych lolin R =f(/).. Charakterytyka napięciowoprądowa termitora NC Zależność U termitora jet nieliniowa, co związane jet z wydzielaniem ię ciepła Joule a na kutek przepływu prądu przez termitor. Aby uniknąć niejednoznaczności, zależność wykreśla ię we wpółrzędnych U (ry. 3.), a nie w układzie wpółrzędnych U, jak na przykład dla diody. emperatura termitora zależy od wydzielanej w nim mocy (jak dla każdeo elementu elektroniczneo) zodnie z zależnością: = K P + a, (5) dzie: a temperatura otoczenia, temperatura termitora, K opór cieplny [K/W] lub [ C/W] wkazuje o ile topni wzrośnie temperatura elementu na kutek wzrotu wydzielanej mocy o W, P moc wydzielana w termitorze. Charakterytykę napięciowoprądową termitora, przedtawioną na ry. 3., opiuje wzór: é B ů U = R = RĄ exp ę ú (6) ë KP + a ű 4
U 8 R tat = U 0 0 U 0 6 4 tu pełnione prawo Ohma a du d r dyn = U 0, 0 = cont U 0, 0 pkt. pracy 0 0 4 8 0 Ry. 3. Charakterytyka prądowonapięciowa termitora. Zaznaczono przykładowy punkt pracy oraz podano definicje rezytancji tatycznej i dynamicznej Jeżeli iloczyn U jet mały wytępuje jedynie niewielkie dorzewanie elementu to: K P << a i U» R Ą exp ć B ç = Ra, č a dzie: R a rezytancja termitora w temperaturze otoczenia. ak więc w tym zakreie charakterytyki napięcie U jet liniową funkcją natężenia prądu, czyli pełnione jet prawo Ohma. W miarę wzrotu natężenia prądu, moc wydzielana w termitorze powoduje wzrot jeo temperatury, a więc zmaleje rezytancja R termitora. Spadek napięcia na termitorze U = R zależy od ronąceo natężenia prądu i malejącej rezytancji termitora R. Stąd, wytępuje makimum funkcji U = f(), a natępnie padek jej wartości (zybciej maleje R niż wzrata ). ermitor toowany jako czujnik temperatury otoczenia powinien pracować w liniowym zakreie charakterytyki U. W tym zakreie, przy założeniu tałeo prądu płynąceo w obwodzie, wzrot temperatury otoczenia a powoduje zmniejzenie rezytancji R, czyli R tat (ry. 3.) i w konekwencji zmniejzenie padku napięcia na termitorze.. Wpływ temperatury na charakterytykę U złącza pn Na podtawie zależności koncentracji nośników i konduktywności półprzewodnika od temperatury (ry..) można zauważyć, że przyrządy półprzewodnikowe ze złączem pn moą pracować w zakreie temperatur od ok. 00 do +00 C (zakre na ry..). Górna temperatura pracy zależy od rodzaju półprzewodnika i jet ściśle związana z zerokością przerwy zabronionej W. Dla ermanowych złącz będzie to 70 C, dla krzemowych 50 C, a dla diod 5
z GaN może wynoić 300 C. Wpływ wzrotu temperatury na przebie charakterytyki U złącza pn w tym przedziale temperatur zotał przedtawiony na ry. 4. Ry. 4. Wpływ wzrotu temperatury na charakterytykę złącza pn w zakreie przewodzenia i w zakreie zaporowym.. Wpływ temperatury na charakterytykę prądowonapięciową złącza pn polaryzowaneo w kierunku przewodzenia Dla polaryzacji złącza pn w kierunku przewodzenia do wartwy zaporowej wtrzykiwane ą nośniki i płynie prąd dyfuzji. Stąd koncentracje dziur i elektronów ą więkze niż w tanie równowai termodynamicznej i może zachodzić rekombinacja nośników. Zazwyczaj, proce rekombinacji nośników przeważa nad eneracją. Ze wzrotem napięcia polaryzacji wpływ kładowej dyfuzyjnej prądu zaczyna dominować. Stounek prądu rekombinacji do prądu dyfuzji dla złącza nieymetryczneo p + n (dzie: N A >>N D ) przedtawić można wyrażeniem: r D N ć = D qu C exp ç n č k, i (7) dzie: r prąd rekombinacji, D prąd dyfuzji, N D koncentracja donorów, n i koncentracja par elektrondziura, C tała. Stounek tych prądów jet więc odwrotnie proporcjonalny do koncentracji amoitnej n i. Stąd, dla złącz pn z Ge, wobec dużej wartości n i (mała przerwa zabroniona), udział prądu rekombinacji jet znacznie mniejzy niż prądu dyfuzji. nna ytuacja jet w złączach pn z Si (więkza przerwa zabroniona), dzie udział prądu rekombinacji jet znacznie więkzy niż prądu dyfuzji. W związku z tym, że w zakreie polaryzacji w kierunku przewodzenia prąd płynący przez złącze intenywnie wzrata wraz ze wzrotem napięcia, udział pozczeólnych kładowych prądu zależnie od wartości prądu i materiału złącza może być różny. Dla złącz Si w zakreie małych natężeń prądów (dla polaryzacji U< 0,4 V) dominuje kładowa prądu re 6
kombinacji (wpółczynnik idealności złącza n ), w zakreie prądów średnich kładowa dyfuzyjna (n ). Natomiat dla złącz Ge w całym zakreie napięć dominuje kładowa dyfuzyjna (n )... emperaturowy wpółczynnik zmian napięcia (WU) przy tałym prądzie w kierunku przewodzenia Znajomość dryftu temperaturoweo padku napięcia na złączu pn przy tałym prądzie przewodzenia jet niezbędna dla wielu zaadnień potykanych w praktyce. Równanie opiujące charakterytykę U złącza dla kierunku przewodzenia, dla zakreu napięć, dy prąd dyfuzji jet dominujący, czyli dla n=, ma potać: ć qu = S exp ç dzie: č k S ć W = A n = A ç i exp č k podtawiając: tak więc: tąd: ć W ć = qu = ç F A exp expç č k č k (8) ln W = ln A k F + qu k k W F U = ln + (9) q A q dzie: F prąd złącza przy polaryzacji w kierunku przewodzenia, A tała, Wykre zależności U =f() zob. ry. 5. to linia prota o nachyleniu du d k F = ln. q A du Nachylenie, czyli pochodna, wyraża temperaturowy wpółczynnik napięcia (WU) d określony przy tałym natężeniu prądu F. Jak widać, WU ma wartość ujemną i dla złącz pn Si oraz Ge wynoi około mv/ o C. U [V] W q F = cont 0 [K] Ry. 5. Zależność napięcia na złączu pn od temperatury dla kierunku przewodzenia (dla F = cont.) 7
Na podtawie zmierzonej, dla utaloneo prądu, zależności U = f() można wyliczyć temperaturowy wpółczynnik zmian napięcia wyrażany w mv/k, biorąc kończony przyrot napięcia ΔU (ujemny) odpowiadający przyrotowi temperatury Δ. Podtawiając wyrażenie na du/d do (9) otrzymuje ię: du W U = +. (0) d q Dla = 0 K uzykuje ię wartość napięcia U = W /q odpowiadającą przerwie zabronionej. Można więc wyznaczyć wartość przerwy zabronionej półprzewodnika..3. Wpływ temperatury na charakterytykę prądowonapięciową złącza pn polaryzowaneo w kierunku zaporowym Przy polaryzacji zaporowej w wartwie zaporowej złącza praktycznie nie ma nośników wobodnych, dyż ilne pole elektryczne uuwa elektrony i dziury na zewnątrz tej wartwy (tąd nazwa: wartwa zubożona). Zodnie z modelem zjawik eneracjirekombinacji pośredniej proce eneracji nośników przeważa nad rekombinacją, dyż prawdopodobieńtwo emiji elektronów i dziur z centrów eneracyjnorekombinacyjnych jet więkze niż prawdopodobieńtwo pułapkowania nośników przez te centra. Równanie opiujące charakterytykę = f(u) rzeczywiteo złącza pn ma potać: ć ć qu = R çexpç, () č č nk dzie: R prąd wteczny złącza, n wpółczynnik dokonałości złącza ( n ). Dla zaporowej polaryzacji złącza pn człon równania exp (qu/k) <<, wobec czeo natężenie prądu złącza można wyrazić uprozczonym wzorem: @ R, przy czym R = +, dzie: jet prądem naycenia, a prądem eneracji. Udział kładowej prądu eneracji, ze wzlędu na zależność od koncentracji nośników amoitnych n i, jet tym więkzy, im więkza jet zerokość pama zabronioneo półprzewodnika. Dla złącz wykonanych z krzemu prąd eneracji przeważa nad prądem naycenia, tounek / ~ 3000. Natomiat dla ermanu prąd eneracji jet znacznie mniejzy niż prąd naycenia i tounek / dla porównywalnych złącz wynoi około 0,. Dla Si prąd eneracji jet proporcjonalny do koncentracji amoitnej n i : ~ n i. Wobec znanej zależności n i =f() otrzymuje ię, po przyjęciu pewnych uprozczeń, wyrażenie na zależność temperaturową prądu eneracji : 8
= C 3/ ć W exp ç, () č k dzie: W przerwa zabroniona (pamo zabronione), C tała niezależna od temperatury. Po zróżniczkowaniu wyrażenia wzlędem temperatury otrzymuje ię: d 3 = C d / ć W exp ç + C k č 3/ ć W ç č k ć W exp ç = k č 3 + W k Stąd, wzlędne zmiany prądu eneracji wywołane zmianą temperatury wynozą:. d d 3 W = +. k Ponieważ wpływ członu zawierająceo W jet zdecydowanie więkzy, równanie opiujące temperaturowy wpółczynnik prądu w kierunku zaporowym (W R ) można zapiać w potaci: d d W» (3) k Wpółczynnik temperaturowy prądu (eneracji) w kierunku zaporowym dla Si wynoi około 8%/K, co oznacza, że zmiana temperatury o 0K powoduje prawie dwukrotny wzrot natężenia prądu. Dla złącz Ge dominuje prąd naycenia złącza: ć W = 3 B exp ç, (4) č k dzie: B tała niezależna od temperatury. Przeprowadzając podobną analizę jak dla złącza Si, można otrzymać: d d 3 W = + (5) k Wzór można zapiać w króconej formie (analoicznie jak w wypadku prądu eneracji): d d W» (6) k Wpółczynnik temperaturowy prądu w kierunku zaporowym (naycenia) dla Ge w temperaturze pokojowej ( = 300K) wynoi = 0,K = 0% / K. d d 9
ak więc przyjmuje ię, że W R dla złącz pn wynoi 80 %/K, niezależnie od materiału, z któreo zbudowane jet złącze. Należy podkreślić, iż wpółczynniki temperaturowe prądu ą wpółczynnikami wzlędnymi, czyli zmiany prądu odnieione ą do wartości początkowej prądu..4. Wyznaczanie wartości W z pomiarów prądu w kierunku zaporowym Człony zależności ekponencjalnych we wzorach na (dla Si) oraz S (dla Ge), wzory () i (4), ilnie zależą od temperatury i decydują o całościowym wpływie temperatury na natężenie prądu złącza. Pozotałe czynniki można traktować jako tałe. Można więc napiać, że dla ermanu, dzie przeważa prąd naycenia : ć W = ç A exp (7) č k Po zloarytmowaniu powyżzej zależności otrzymuje ię: W = A 0,434 k Wykreem otrzymanej zależności = f(/) w układzie wpółrzędnych lolin jet linia prota (ry. 6.). Na podtawie dwóch punktów leżących na uzykanej protej (dokładniej, na protej aprokymującej uzykany z pomiarów wykre), np. ć, ć ç oraz č, ç, można określić zerokość pama zabronioneo W. č [A] K Ry. 6. Zależność prądu złącza pn od temperatury dla polaryzacji zaporowej (układ wpółrzędnych lolin) Zapiując równanie (7) dla ( ) i ( ): ć W = ç A' exp č k oraz ć W ç A' exp č k = i loarytmując tronami otrzymuje ię: 0
ć W l = + ç l A' l exp č k Po odjęciu obu wyrażeń tronami: l ć W oraz l ç l A' + l exp č k = W W l = l e l e k k czyli W ć l = l e ç. k č + Po przekztałceniach, zerokość pama zabronioneo wyraża ię wzorem: W k ć, (8) ć č ç č = l ç l e dzie: k = 8,65 0 5 ev/k (tała Boltzmanna), le = 0,434.. Analoicznie, wychodząc ze wzoru na prąd eneracji otrzymać można wzór na zerokość pama W w potaci: k ć W = l ç (9) l e ć č ç č.5. Wpływ temperatury na charakterytykę prądowonapięciową złącza pn dla zakreu przebicia (materiał uzupełniający) Przebicie złącza pn wytępuje wówcza, dy prąd płynący przez złącze w kierunku zaporowym dąży do niekończenie wielkiej wartości. Napięcie, przy którym wytępuje przebicie nazywa ię napięciem przebicia złącza. W zakreie przebicia zmiany napięcia przebicia U p w funkcji temperatury można zapiać w potaci zależności liniowej: ( 0) [ + ( )] U p = U p b 0, (0) dzie: U p (0) napięcie przebicia w utalonej temperaturze 0, du d U p b = temperaturowy p wpółczynnik napięcia przebicia Wpółczynnik β przyjmuje wartości ujemne, dy przebicie jet wywołane zjawikiem Zenera, lub dodatnie, dy przebicie jet wywołane zjawikiem powielania lawinoweo. Wartość bezwzlędna temperaturoweo wpółczynnika zmian napięcia wynoi około 0 4 0 3 /K. Wpływ temperatury na przebie charakterytyki U złącza pn polaryzowaneo w kierunku zaporowym w zakreie przebicia dla zjawik Zenera i powielania lawinoweo zotał pokazany na ry. 7.
Ry. 7. Schematyczne przedtawienie wpływu wzrotu temperatury na charakterytykę złącza pn w zakreie przebicia; a) dominuje zjawiko Zenera, b) dominuje zjawiko powielania lawinoweo Mechanizm zjawik powodujących zmiany napięcia przebicia powodowane temperaturą można wyjaśnić natępująco. Dla przebicia typu Zenera wzrot temperatury powoduje nieznaczne zmniejzenie pama zabronioneo półprzewodnika. Zmniejza ię wówcza także zerokość wartwy zaporowej złącza pn, tanowiącej barierę dla nośników. Powoduje to wzrot prawdopodobieńtwa tunelowania nośników w złączu i natępuje wzrot prądu Zenera przy tałym napięciu lub zmniejzenie napięcia przebicia przy tałym prądzie (zob. ry. 7a). Dla przebicia lawinoweo wzrot temperatury powoduje zwiękzenie amplitudy drań atomów w węzłach ieci krytalicznej. Zwiękza ię prawdopodobieńtwo zderzeń nośników ładunku elektryczneo z atomami ieci krytalicznej. Silniejze rozprazanie i czętze zderzenia zmniejzają droę wobodną nośników, co zmniejza ich enerię kinetyczną w chwili zderzenia, a to z kolei ołabia efekt powielania lawinoweo. Przy tałym napięciu maleje prąd lawinowy w złączu, a przy tałym prądzie wzrata wartość napięcia przebicia lawinoweo (ry. 7b). Z powyżzeo opiu zjawik wynika, iż dla pewneo zakreu napięć (68 V) te dwa mechanizmy zależności temperaturowej kompenują ię i wpółczynnik β jet bliki 0. Jet to itotne z praktyczneo punktu widzenia, dyż dioda (złącze pn) z takim napięciem przebicia jet tabilna temperaturowo i może tanowić źródło referencyjne tałeo napięcia odnieienia. 3. Pomiary 3.. Pomiary charakterytyki temperaturowej termitora Charakterytykę R =f() termitora zmierzyć w układzie przedtawionym na ry. 8. * Multimetr toowany jako omomierz jet źródłem prądu tałeo, zazwyczaj 00 μa. Przy metodzie technicznej z zailaczem, należy toować małe natężenie prądu (np. ma), aby uniknąć amodorzewania termitora.
* Piecyk wraz z termitorem narzać do temp. ok. 90 o C, wyłączyć rzałkę piecyka i mierzyć charakterytykę w czaie tudzenia w celu dokładniejzeo odczytu zmian temperatury. Multimetr pomiar R piecyk Ry. 8. Układ do pomiaru charakterytyki R =f() termitora * Zmierzone wartości R i nanieść na wykre (papierze lolin) we wpółrzędnych R =f(/) (zob. ry..). emperatura mui być podana w K. Na podtawie uzykaneo wykreu wyznaczyć: a) B = l e l R l R ć R lç R č =,3 b) R Ą wartość można odczytać z wykreu, jeśli kala / zaczyna ię od 0 lub wyliczyć ze ć wzoru = exp B R ç Ą R wtawiając wartość B wyliczoną w pkt. a) oraz wartości z pomiaru w punkcie (, R ), č B c) a = w temperaturze otoczenia, d) a z definicji, na podtawie odczytanych wartości R i w dwóch punktach wykreu aprokymowaneo protą; porównać z wartością obliczoną w punkcie (c), a także z wartością kataloową α mierzoneo termitora. 3.. Pomiary wpływu temperatury na charakterytykę U złącza pn. Wyznaczanie temperaturowych wpółczynników napięcia (WU) i prądu (W R ) Pomiary można wykonywać w układzie przełączanym tj. wykorzytywanym dla obu polaryzacji złącza (ry. 9.) pamiętając, by każdorazowo w układzie pomiarowym zapewniającym określoną polaryzację, dioda podłączona była tylko do: * zailacza, w celu pomiaru prądu w kierunku zaporowym przy tałym napięciu U R = 0 V (pozycja ); utalić oraniczenie prądu zailacza 5 ma polaryzacja zaporowa złącza, lub 3
* multimetru pracująceo w funkcji prawdzania złącza, w celu pomiaru napięcia na złączu przy tałej wartości prądu (pozycja ) polaryzacja przewodzenia złącza. Na wyświetlaczu multimetru odczytuje ię wartość padku napięcia na złączu w mv, przy przepływie prądu ma (wewnętrzne źródło prądowe zapewnia taką wartość prądu do elementu badaneo). Praktycznie rzecz biorąc należy wykorzytać jeden przewód podłączony na tałe do zaciku katody diody. Drui koniec teo przewodu należy podłączać zamiennie do zaciku amperomierza lub multimetru. Polaryzacja w kierunku zaporowym Polaryzacja w kierunku przewodzenia + A Multimetr Zailacz napięciowy DC piecyk + Funkcja prawdzania złącza ( = ma) Ry. 9. Układ do pomiaru charakterytyk temperaturowych złącza pn dla kierunku przewodzenia i kierunku zaporoweo Aby przeprowadzić pomiary należy: podłączyć końcówki diody do zacików piecyka (nie wkładać do piecyka), utalić, która końcówka jet katodą diody (tet złącza na multimetrze), połączyć układ zodnie z przedtawionym chematem, zapewniając możliwość przełączania katody diody w celu pomiaru raz prądu, a raz napięcia, zmierzyć wartość R oraz U F w temperaturze pokojowej, umieścić mierzoną diodę w piecyku, włączyć rzanie piecyka do momentu, dy temperatura na wkaźniku oiąnie temperaturę dopuzczalną dla badanej diody (70 o C dioda Ge, 0 o C dioda Si), wyłączyć rzanie (po wyłączeniu rzania temperatura w piecyku, ze wzlądu na bezwładność układu, rośnie jezcze przez chwilę, co oberwuje ię w potaci zmniejzania ię padku napięcia na diodzie w połączeniu (ry. 9.). Pomiar przez zapi wkazań amperomierza i woltomierza co 5 o C należy rozpocząć w chwili, dy zaoberwuje ię utalenie padku napięcia na diodzie, a natępnie powolne zwiękzanie jeo wartości. Pomiary zakończyć, dy temperatura oiąnie około 4050 o C, wyniki zapiać w tabeli., w załączoneo wzoru. 4
abela. wyników pomiarów temperaturowych złącza pn [ o C] [K] 000/ [/0 3 K] R [ma] dla U R =0 V U F [mv] dla F = ma Wyniki uzykane przy polaryzacji w kierunku przewodzenia przedtawić na wykreie U = f(), w kali liniowej, temperatura bezwzlędna w jednotkach (K), i na podtawie teo wykreu obliczyć: zerokość pama zabronioneo W, du temperaturowy wpółczynnik napięcia WU = F = cont, w celu dokładniejzeo d wyznaczenia wartości WU można wykonać drui wykre U = f() z zawężonym zakreem temperatury, już w topniach Celjuza, w zakreie 000 o C Wyniki uzykane przy polaryzacji zaporowej przedtawić na wykreie = f(/) w układzie wpółrzędnych lolin i na podtawie teo wykreu obliczyć: d R temperaturowy wpółczynnik prądu W R = U R = cont, d zerokość pama zabronioneo W. R 4. Podumowanie Zetawić oobno wyniki uzykane dla termitora oraz dla diody. Porównać uzykane wartości wpółczynników temperaturowych z oczekiwanymi. 5