SPRAWOZDANIE

Podstawy elektroniki - laboratoria;

Gr. 1/2

Charakterystyki statyczne diod p-n

1. Obserwacja oscyloskopowa charakterystyk.

1. Montujemy układ do obserwacji na ekranie oscyloskopu charakterystyk diod .

OSC - 9000SRS

Ryc. Układ do obserwacji charakterystyk diod na ekranie oscyloskopu.

2. Podłączamy układ do oscyloskopu;

• Prąd diody jest to napięcie otrzymywane na rezystorze R_pom o rezystancji 1 Ω;

I_d = U_we / R_pom

Napięcie na rezystancji R_pom jest wprost proporcjonalne do prądu badanej diody;

3. Wykonujemy kalibrację oscyloskopu;

• Ustawiamy tryb pracy oscyloskopu XY;

• Ustawiamy punkt 0.0

• Kalibrujemy ustawienie kanałów X i Y;

• Sporządzamy wykresy charakterystyk napięciowo-prądowych poszczególnych diod na podstawie charakterystyk otrzymanych na ekranie oscyloskopu

• Dioda nr 1 - BYP 401;

• dioda krzemowa prostownicza;




• Powyżej 0,6 V opór diody gwałtownie maleje;

• U progowe = 0,6 V;

• Dioda nr 2 - CQYP 16;

• Dioda elektroluminescencyjna (promieniowanie podczerwone);




• Powyżej 1 V opór diody gwałtownie maleje;

• U progowe = 1 V;

• Dioda nr 3 - BAVP 17;

• dioda krzemowa detekcyjna o małej pojemności złącza i małym spadku napięcia przy polaryzacji w kierunku przewodzenia;

• Ma zdolność do pracy przy bardzo dużej częstotliwości (do kilkuset MHz). zastosowanie przy detekcji sygnałów wielkiej częstotliwości.




• Powyżej 0,7 V opór diody gwałtownie maleje;

• U progowe =0,7 V;

• Dioda nr 4 - CQP 431;

• Zbudowana z materiału o szerokości pasma zabronionego 1,3 eV;

• Dioda elektroluminescencyjna (promieniowanie widzialne - barwy czerwonej)




• Powyżej 1,5 V opór diody gwałtownie maleje;

• U progowe =1,5 V;

Różnica wartości spadków napięć na diodach przy tej samej wartości prądu, (np. I=10mA) wynika z budowy diod (rodzaju materiału wyjściowego), a ściślej z własności złącza między anodą a katodą.

Diody typu p-n (anoda-katoda) zbudowane są z dwóch półprzewodników (typu p i typu n). Półprzewodnikiem tym może być krzem (Si - napięcie progowe = 0,5-0,8 V), german (Ge; 0,2- 0,4 V), arsenek galu (GaAs; 1-2 V) czy też fosforek galu (GaP1- 2V). Zróżnicowanie te wpływa na ilość wolnych elektronów mogących przemieszczać się pomiędzy obszarami katody i anody ( chwili przyłożenia napięcia zewnętrznego).

W stanie równowagi istnieje pole elektryczne skierowane od obszaru katody do obszaru anody, co stanowi zaporę dla swobodnej dyfuzji elektronów i tzw. dziur (dodatnio naładowany jon powstały w wyniku uwolnienia elektronu) przez złącze. Różnica potencjałów na warstwie złącza jest nazywana barierą potencjału.

Gdy do anody przyłożymy zewnętrzne napięcie tak, że obszar p znajdzie się na wyższym potencjale niż obszar n, to bariera potencjału się obniża, a elektrony i dziury przyspieszane przez zewnętrzne pole uzyskują dodatkową energię konieczną do pokonania bariery na złączu. Przy takiej polaryzacji złącza elektrony z obszaru n przepływają przez złącze do obszaru p, a dziury z obszaru p przepływają do obszaru n. Przez złącze i w obwodzie zewnętrznym płynie wówczas prąd elektryczny. W zależności od ilości wolnych elektronów (a tym samym dziur - czyli jonów dodatnich powstałych wskutek uwolnienia elektronów) w półprzewodnikach zbudowanych z poszczególnych materiałów, potrzebna jest różna (dla różnych diod) wielkość napięcia by obniżyć barierę potencjału.

U

R

R

1



ogr

we

pom

X

Y

K

A

---