4.2.Розрахунки
4.2.1. Визначення параметрів тунельного діода.
Використовуючи графік вольт-амперної характеристики, який зображено на рис.1 , визначимо параметри тунельного діода:
Максимальний тунельний струм при прямому зміщенні:
= 4мА;Максимальна напруга «піка»при
= 0,096В;Мінімальний тунельний струм при прямому зміщенні:
= 0мА;Напруга впадини при
= 0,623В;Напруга на діоді
= 1,00В;Напруга«стрибка»
0.804ВМаксимальна пряма напруга
Максимальний прямий струм
= 5мАВідношення, яке характеризує нахилспадного відрізка ВАХ на основі одного і тогож матеріалу
Протяжність ділянки «впадини»
Для
точки А знайдемо значення статичного
опору
та модуль
від’ємного
диференційного опору
:
;
;
Провівши
дотичну до точки 1, знайдемо її перетин
з віссю напруг та визначимо
Знайдемо бар’єрну ємність тунельного діода для робочої точки A
4.2.2. Визначення похибок вимірювання.
Знайдемо похибки обчислень параметрів туннельного діода:
= 4
мА;
= 0,096
В;
= 0
мА;
= 0,623
В;
= 1,0
В;
;
;
5. Висновок
Проаналізувавши
отриманірезультати, виявили,
що
тунельний
діод виготовлений
з арсенідгалієвого матеріалу, адже
Піковий
струм сягає
= 4мА. При цьому значенні струму тунелювання
носіїв заряду максимальне. При дослідженні
тунельного діода було виявлено, що струм
«впадини» (мінімальний тунельний струм
діода) дорівнює нулю, це означає, що при
певній напрузі відсутній струм «впадини»,
тобто припиняється перекриття зон, і
тунельний струм стає рівним 0. Після
цієї точки в діоді протікає дифузійний
струм, який зростає так само, як і у
звичайному діоді.
На практиці зазвичай не знімають зворотню гілку ВАХ, тому що через діод при малих значеннях напруги протікатиме великий зворотній струм, і таким чином можна зіпсувати діод.
При зворотньому зміщенні протікає лише тунельний струм.
З
отриманої ВАХ ми знайшли опір бази, який
становить 8 Ом. Також знайшли
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ
“КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”
КАФЕДРА МІКРОЕЛЕКТРОНІКИ
Звіт
про виконання лабораторної роботи №5
“Дослідження тунельних діодів”
Виконав: студент групи ДМ-02
Асіпенко О.О.
Перевірив:
викладачКоролевич Л.М.
Київ 2012
1. МЕТА РОБОТИ
Теоретичне вивчення будови, фізичних принципів роботи та експериментальне дослідження вольт-амперних характеристик тунельних діодів. Практичне визначення їх основних технічних та фізичних параметрів із вольт-амперних характеристик.
2. ЗАВДАННЯ
Вивчити фізичні основи роботи і структуру параметрів (паспортних даних) тунельного діода. Ознайомитися із вимірювальним стендом та використовуваними приладами.
Зібрати схему для вимірювання вольт-амперної характеристики тунельних діодів.
Виміряти вольт-амперну характеристику діода на постійному струмі по точках.
Із одержаних вольт-амперних характеристик знайти параметри досліджуваних діодів:Іp, Up, Іv,Uv, UF,∆U, , rта інші.
.
4. РЕЗУЛЬТАТИ ВИМІРЮВАННЬ
Табл. №4.1. ВАХ тунельного діода. Умови досліджень: пряме зміщення, Т1=20°С
Ud,mB |
0 |
13 |
22,5 |
29 |
32 |
47 |
56 |
81 |
96,2 |
151 |
ΔUd |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
δUd |
0 |
0,384615 |
0,222222 |
0,172414 |
0,15625 |
0,106383 |
0,089286 |
0,061728 |
0,051975 |
0,033113 |
Ur,mB |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
50 |
ΔUr |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
δUr |
0 |
30 |
15 |
10 |
7,5 |
6 |
5 |
4,285714 |
3,75 |
6 |
Id,mA |
0 |
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
2,5 |
195 |
270 |
420 |
623 |
885 |
941 |
970 |
997 |
970 |
1000 |
1020 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
5 |
5 |
5 |
0,2564 |
0,18519 |
0,11905 |
0,08026 |
0,0565 |
0,05314 |
0,05155 |
0,0502 |
0,51546 |
0,5 |
0,4902 |
40 |
20 |
10 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
60 |
80 |
100 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
7,5 |
15 |
30 |
0 |
30 |
15 |
10 |
7,5 |
5 |
3,75 |
3 |
2 |
1 |
0,5 |
0 |
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Струм , що протікає через діод, визначається за формулою: , де