Исследование туннельного диода при помощи распределения Ферми-Дирака. Иванов К.Н - 6 стр.

UptoLike

Рубрика: 

тически соответствует действительности, то
еe
U
v
η
ξ
22
(3)
Напряжению U
p
соответствует пик тока I
p
, при котором
смещение энергетических зон должно быть одинаково, что-
бы точки а и б на графиках n(E) и p(E) оказались на одной
горизонтали. Это дает возможность определить, как видно
из рис.3, энергетический промежуток между уровнем Ферми
E
n
=E
F
и максимум плотности распределения электронов
n
max
(E), отсчитываемым так же, как и E
n
, от границы зоны
проводимости:
(
)
e
En
U
p
max
2
ξ
(4)
Напряжение U
f
, характеристики, определяется в основном
шириной запрещенной зоны полупроводниковых диодов.
Это хорошо видно из вольтамперных характеристик, изо-
браженных на рис. 2: напряжение U
f
для каждого из диодов
отличается во столько раз, во сколько раз отличается шири-
на запрещенной зоны.
Экспериментальная установка
Для измерения основных параметров туннельного
диода используется монтажная плата, на которой собраны
три схемы: схема для снятия вольтамперной характеристи-
ки, схема для наблюдения вольтамперной характеристики
на экране осциллографа и схема генератора электромагнит-
ных колебаний на туннельном диоде.
При снятии вольтамперной характеристики и опре-
делении параметров туннельного диода (рис. 4) ток измеря-
ется миллиамперметром, включенным последовательно с
туннельным диодом, а напряжение на диоде измеряется
цифровым вольтметром.
Рис. 4. Принципиальная схема измерения параметров
вольтамперной характеристики туннельного диода
Питание схемы осуществляется от источника напря-
жения с малым внутренним сопротивлением. Регулирование
тока через диод производится переменным сопротивлением
R. Ключи К
1
и К
2
используются при уточнении основных
параметров диода.
Результаты эксперимента
В эксперименте изучалась вольтамперная характери-
стика туннельного диода и генератор на основе туннельного
диода. В качестве исследуемого диода был использован
германиевый туннельный диод ГИ304А.
Получение статической характеристики туннельного диода.
Вольтамперная характеристика туннельного диода
была получена статическим методом при помощи схемы,
изображенной на рис. 4. Полученная характеристика пока-
зана на рис. 5.
Рис. 5. Вольтамперная характеристика туннельного диода,
полученная статистическим методом
тически соответствует действительности, то
                             2ξ 2η
                      Uv ≅      ≅
                              e   е                    (3)
Напряжению Up соответствует пик тока Ip, при котором
смещение энергетических зон должно быть одинаково, что-
бы точки а и б на графиках n(E) и p(E) оказались на одной       Рис. 4. Принципиальная схема измерения параметров
горизонтали. Это дает возможность определить, как видно           вольтамперной характеристики туннельного диода
из рис.3, энергетический промежуток между уровнем Ферми             Питание схемы осуществляется от источника напря-
En=EF и максимум плотности распределения электронов          жения с малым внутренним сопротивлением. Регулирование
nmax(E), отсчитываемым так же, как и En, от границы зоны     тока через диод производится переменным сопротивлением
проводимости:                                                R. Ключи К1 и К2 используются при уточнении основных
                               ξ − nmax (E )                 параметров диода.
                      Up ≅ 2
                                    e                  (4)                   Результаты эксперимента
Напряжение Uf , характеристики, определяется в основном             В эксперименте изучалась вольтамперная характери-
шириной запрещенной зоны полупроводниковых диодов.           стика туннельного диода и генератор на основе туннельного
Это хорошо видно из вольтамперных характеристик, изо-        диода. В качестве исследуемого диода был использован
браженных на рис. 2: напряжение Uf для каждого из диодов     германиевый туннельный диод ГИ304А.
отличается во столько раз, во сколько раз отличается шири-   Получение статической характеристики туннельного диода.
на запрещенной зоны.                                                Вольтамперная характеристика туннельного диода
                                                             была получена статическим методом при помощи схемы,
             Экспериментальная установка                     изображенной на рис. 4. Полученная характеристика пока-
       Для измерения основных параметров туннельного         зана на рис. 5.
диода используется монтажная плата, на которой собраны
три схемы: схема для снятия вольтамперной характеристи-
ки, схема для наблюдения вольтамперной характеристики
на экране осциллографа и схема генератора электромагнит-
ных колебаний на туннельном диоде.
       При снятии вольтамперной характеристики и опре-
делении параметров туннельного диода (рис. 4) ток измеря-
ется миллиамперметром, включенным последовательно с
туннельным диодом, а напряжение на диоде измеряется
цифровым вольтметром.
                                                              Рис. 5. Вольтамперная характеристика туннельного диода,
                                                                         полученная статистическим методом