Полупроводниковый диод. Козлов В.И - 4 стр.

                                               5
                                            Uк = φn – φр ,

       где φn и φр определяют работу выхода электрона и дырки из полупроводника n- и p-
типа соответственно.
       Сам переходный слой оказывается обедненным носителями заряда, так как в нем
происходит рекомбинация носителей заряда – объединение электронов с дырками, т. е.
восстановление нейтрального атома. Этот слой называют запирающим, так как он обладает
значительно большим сопротивлением по сравнению с сопротивлением остальных объемов
n- и p-полупроводников.
       Если к p-n переходу подключить внешнее напряжение плюсом к полупроводнику p-
типа, а минусом – к полупроводнику n-типа, то в результате потенциальный барьер
понизится ( уменьшиться сопротивление p-n перехода) и электрический ток через переход
увеличиться. Такое напряжение называют прямым.
       Если к p-n переходу подключить внешнее напряжение противоположной полярности,
то в результате потенциальный барьер повысится (возрастет сопротивление p-n перехода) и
электрический ток через переход уменьшиться. Такое напряжение называют обратным.
       Полупроводниковый диод представляет собой конструктивно оформленный p-n
переход с контактами для включения его схему. Он обладает вольт-амперной
характеристикой, вид которой изображен на рис. 2. В прямом включении ток через диод

достигает десятков миллиампер и более при напряжении в доли вольта. В обратном
включении при напряжении даже в сотни вольт ток не превышает десятков микроампер. Но
при некотором значении обратного напряжения возникает пробой p-n перехода, при котором
обратный ток резко возрастает.
       Характеристика прямого тока в начале имеет значительную нелинейность, так как при
увеличении напряжения уменьшается сопротивление запирающего слоя, которое при
отсутствии внешнего напряжения было большим сравнительно с сопротивлением объемов n-
и p-областей. Но при достижении внешним напряжением нескольких десятых долей вольта
запирающий слой практически исчезает и остается только сопротивление объемов n- и p-
областей, которое малó и почти не меняется. Поэтому далее характеристика становится почти
линейной.
       Обратный ток при увеличении обратного напряжения сначала быстро возрастает. Его
можно рассматривать состоящим из двух частей:

                                          iобр = iпров - i диф ,

где iпров – ток проводимости, обусловленный движением зарядов под действием Uобр , iдиф - ток
диффузии. Быстрое возрастание обратного тока объясняется тем, что уже при небольшом
обратном напряжении резко снижается диффузионный ток. При дальнейшем повышении
обратного напряжения ток растет незначительно, т. е. наступает явление, напоминающее
насыщение.

                         Описание экспериментальной установки.
       Объектом исследования являются полупроводниковые германиевые диоды типа Д226.
Диоды, резисторы и конденсаторы, необходимые для выполнения эксперимента,
смонтированы на специальной панели (рис. 3). Здесь резисторы имеют сопротивление по
330 Ом, а емкости: C1= 1мкФ, С2 = 5, С3 = 30 мкФ. На панели имеется ряд дополнительных
гнезд, облегчающих монтаж нужных схем.
       В качестве источника постоянного напряжения используется специальный
выпрямитель, обеспечивающий плавное изменение выходного напряжения до 25 В при токе
до 500 мА.