2.Получение статической характеристики туннельного диода.

П ример вольтамперной характеристики туннельного диода, полученной статическим мето-дом при помощи схемы, изображенной на рис. 4. показан на рис. 6.

Из графика (рис. 6) определяют параметры вольтамперной характеристики U _p, I_p, U_V, I_V, и U_f туннельного диода. Следует отметить, что параметры U_р, I_р, U_V, I_V, и U_f, полученные статическим методом, более близки к значениям параметров туннельного диода ГИ304А, которые приводятся в справочниках, чем значения, полученные при помощи осциллографа. Таким образом, вольтамперная характеристика, полученная при помощи осциллографа, носит качественный характер и показывает только общий вид вольтамперной характеристики.

Хотелось бы обратить внимание на тот факт, что получить падающую ветвь вольтампер-ной характеристики в явном виде не удается, ни при помощи осциллографа, ни статическим методом. Отчасти это можно объяснить отсутствием в экспериментальной установке источника напряжения с бесконечно малым внутренним сопротивлением. Создание такого идеализирован-ного источника не представляется возможным.

Используя формулы (3) и (4) и полученные значения величин U_р и U_V, оцениваем положе-ние уровня Ферми E_F  _n и максимума n_mах(E) распределения электронов в зоне проводимос-ти полупроводника туннельного диода.

Методика эксперимента

1.Проводят измерения ВАХ туннельного диода. Результаты измерений ВАХ заносят в табли-цу 1.

Таблица 6.1.

U, мВ	0											450
I, А

2.Строят график вольтамперной характеристики. Определяют параметры U_р, I_р, U_V, I_V, и U_f ,(отмечают их положение на графике (для образца см. Рис.3 )).

3.Используя формулы (3) и (4) и полученные значения величин U_р и U_V , оцениваем положение уровня Ферми E_F  _n и максимума n_mах(E) распределения электронов в зоне проводимости полупроводника туннельного диода.

4. Изменяя и измеряя температуру термостата при фиксированном значении напряжения прямо-го включения для UU_p снимают зависимость тока в цепи от температуры полупроводника. Результаты измерений заносят в таблицу 2.

Таблица 2.

Т , 0С

Тком

75

Т , 0К

1/Т, К -1

I , А

Ln(I)

5.По результатам измерений таблицы 2 строят график .

6. Измеряя тангенс угла наклона этого графика , можно определить, согласно (4),

e = E_Fp – E_Fn .

Контрольные вопросы

1. От чего зависит ширина p-n перехода? Как она изменится с увеличением концентрации примеси?

2. Нарисовать зонную диаграмму p-n перехода в сильно легированных полупроводниках в условиях термодинамического равновесия.

3. Нарисовать зонную диаграмму p-n перехода, иллюстрирующую туннельный механизм прохождения электронов через переход.

4. Нарисовать ВАХ (теоретическую) туннельного диода.

5. Где располагается уровень Ферми в вырожденном полупроводнике?

6. Опираясь на зонные диаграммы, описать механизм возникновения туннельного эффекта при прямом и обратном включении p-n перехода.

7. Нарисовать теоретическую ВАХ туннельного диода и отметить на ней основные параметры : U_p , I_p, U_v , I_v .