Полупроводников

1. Наблюдайте за поведением p-n перехода в виде полупроводникового диода и измеряйте его вольт-амперную характеристическую кривую.

1. Приобретите полупроводниковый диод, светодиод (светодиод), источник питания, два цифровых мультиметра, резистор 1 кОм, несколько банановых кабелей и разъемов, а также термометр.
2. Посмотрите на полупроводниковый диод. На одном из его концов должна быть полоса. Стороной с лентой является «катод». Сторона без ленты – это «анод».
3. Перед подключением каких-либо компонентов цепи убедитесь, что источник питания выключен. С помощью кабелей типа «банан» подключите положительную клемму источника питания к одной стороне резистора, а другую сторону резистора — к аноду диода. Затем подключите мультиметр в режиме амперметра к катоду диода, а другую клемму амперметра подключите к отрицательной клемме источника питания, чтобы завершить цепь.
4. Записывайте температуру в помещении.
5. Настройте блок питания на генерацию постоянного тока 5 В, а затем включите его.
6. Поместите положительный провод мультиметра на анод диода, а отрицательный — на катод.
7. В этой конфигурации диод считается смещенным вперед, поэтому по цепи должен протекать ток, а мультиметр должен отображать напряжение. Запишите напряжение и ток, которые показывают мультиметры.
8. Отрегулируйте блок питания для выработки другого напряжения. Запишите показания напряжения и тока с двух мультиметров, которые все еще должны быть подключены поперек и последовательно с диодом.
9. Повторите предыдущий шаг несколько раз для диапазона напряжений. Также записывайте температуру окружающей среды во время каждого повторения.
10. Снимите мультиметр и выключите блок питания. Хотя эти напряжения не находятся на опасном уровне, всегда безопаснее всего отключать источник питания при работе с компонентами цепи.
11. Оставьте все соединения и настройте их так же, за исключением переворачивания диода. Теперь катод подключен к тому месту, к которому ранее был подключен анод, и наоборот для анода.
12. Снова включите источник питания и снова подключите мультиметр к диоду с положительным выводом мультиметра на аноде диода и отрицательным проводом на катоде.
13. Запишите новые отображаемые напряжение и ток. Может потребоваться регулировка чувствительности мультиметра. Теперь диод имеет обратное смещение, поэтому через цепь будет протекать лишь незначительный ток.
14. Используйте уравнение диода Шокли для вычисления тока, проходящего через диод, в зависимости от напряжения на диоде и температуры диода. Предположим, что i_sat = 4 10^-10 A.
15. Выключите блок питания и замените диод на светодиодный.
16. Светодиод будет иметь два контакта. Более длинный штифт — это анод, а более короткий — катод. Наблюдайте за светодиодом в конфигурациях со смещением вперед и с обратным смещением.
17. Обратите внимание, что, поскольку ток протекает только тогда, когда светодиод смещен вперед, светодиод будет загораться только в конфигурации с прямым смещением и будет темным в конфигурации с обратным смещением.