Uhlík diody - Laboratorní úloha

Zenerův Jev

V oblastech silně dotovaného přechodu PN, v němž je tedy oblast prostorového náboje velmi úzká, dojde k tomu, že při vzrůstajícím napětí proběhnou volné elektrony a díry tuto oblast, aniž by došlo ke srážkám s atomovou mříží. Narazí – li na atomy křemíku mimo oblast prostorového náboje, dojde sice rovněž ke generaci páru elektron – díra, ale tyto nosiče již nejsou urychlovány, protože mimo oblast prostorového náboje nepůsobí elektrické pole. Z tohoto důvodu nemůže dojít k lavinovému růstu počtu volných nosičů nábojů dalšími srážkami s atomovou mříží. Intenzita elektrického pole v oblasti prostorového náboje může dosáhnout takových hodnot, že dojde k vytržení valenčních elektronů, vzniku párů elektron – díra a náhlému vzrůstu závěrného proudu.V tomto případě mluvíme o Zenerovu průrazu.

Lavinový jev

Kritická intenzita pole (Zenerovo napětí 3V) vytvoří značnou kinetickou energii. Při průchodu vyprázdněnou oblastí (přechodem) uvolní jiný elektron z vazby v krystalické mřížce – lavinová ionizace v oblasti přechodu.

Příklad V – A charakteristiky

Určení statického a dynamického odporu

RSS je statický odpor součástek. Určíme ho tak, že pracovní bod P promítneme na osy a dosadíme do vztahu viz. obrázek. Ri je dynamický odpor diody. Určíme ho tak, že na tečně k ose zvolíme dva body (co nejdále od sebe) a promítneme je na souřadnicové osy a dosadíme do vztahu.

4) SCHÉMA ZAPOJENÍ

5) SEZNAM POUŽITÝCH PŘÍSTROJŮ

Ampérmetr: Metex M – 3650B

HM – L – 316

Voltmetr: Metex M – 3650B

HM – L – 315

Proměnný rezistor: A2L – 135 / 4

Stabilizovaný zdroj: BS – 525

6) POPIS POSTUPU MĚŘENÍ:

1. Nejdříve zapojíme obvod podle schématu. Musíme si však dát pozor na závěrný směr, ve kterém bude voltmetr zapojený před ampérmetrem. Toto zapojení je pro velké odpory.

2. Měříme proud protékající obvodem tím, že zvětšujeme napětí pomocí regulovatelného zdroje a proměnného rezistoru.

3. Měřený proud volíme, tak abychom mohli dobře znázornit v grafu, kdy dioda začne propouštět proud.

4. Hodnoty získané z voltmetru a ampérmetru zapíšeme do tabulek

5. Zjištěné hodnoty vyneseme do grafu a vytvoříme křivku.

6. Na křivce zvolíme pracovní bod, promítneme ho na osy a vypočítáme statický a dynamický odpor.

7) TABULKY

Typ diody: KY 130 / 300

Č.M 1 2 3 4 5 6 7 8 IF [ mA ] 0 0,015 1,742 2 5 8 15 30 UF [ mV ] 250 400 600 605 653 676 705 738 IR [ mA ] 0 0 0 0 0 0 0 0 UR [ V ] 4 8 12 16 20 24 28 30

Propustný směr:

Typ diody: 6NZ70

Č.M 1 2 3 4 5 6 7 8 IF [ mA ] 0 0,1 0,2 3 7 9 12 15 UF [ mV ] 400 543 567 648 690 800 810 850 IR [ mA ] 0 0 0,5 5 10 20 30 50 UR [ V ] 5 10 12,5 12,76 12,85 13 13,16 13,37

Propustný směr:

Závěrný směr:

Typ diody: GA 203

Č.M 1 2 3 4 5 6 7 8 IF [ mA ] 0 0,01 0,5 1 2 3 4 8 UF [ V ] 0,05 0,12 0,25 0,33 0,44 0,54 0,63 0,91 IR [ mA ]