Экспериментальная часть Аппаратная часть. Приборы и оборудование.
Определение ширины запирающего слоя p-n перехода и концентрации примеси производиться с помощью исследования вольт-амперной характеристики стабилитронов в области лавинного пробоя (при обратном включении). Работа выполняется на комбинированном лабораторном приборе ФКЛ-16К, имеющим сопряжение с ПК. Все параметры эксперимента, установленные и измеренные значения параметров выводятся в соответствующие окна программы-оболочки для работы с установкой – LabVisual 2.5 и дублируются на ЖКД LCD дисплее учебной установки. Лабораторный комплекс может работать как в сопряжении с ПК, так и в ручном режиме работы, для которого не требуется наличие компьютера.
Во избежание сбоев в работе, сопряжение с ПК посредством USB – порта и конфигурация USB-передатчика на учебном приборе осуществляется после включения установки в сеть и последующем нажатии многофункциональной кнопки «START USB/ОБРАЗЕЦ» (кнопка используется для конфигурации устройства сразу после включения). При этом, после включения лабораторной установки в сеть и до выполнения конфигурации USB-передатчика учебного прибора, устройство должно быть отключено от USB – порта ПК до соответствующего приглашения пользователя, высвечиваемого на LCD ЖКД дисплее:
CONNECT USB
PRESS BUTTON
Для надежного срабатывания кнопку необходимо удерживать нажатой в течение ~ 1 секунды.
В противном случае, возможна некорректная работа USB протокола и работа устройства.
Если планируется работа в ручном режиме (без использования ПК), то для продолжения работы прибора также после включения необходимо однократно нажать кнопку «START USB/ОБРАЗЕЦ», при этом USB шнур можно не подключать.
Учебная установка конструктивно состоит из БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ, имеющего выход к USB порту компьютера. Все элементы лабораторного модуля выполнены в виде единого блока и в процессе эксплуатации не требуют вмешательства пользователя.
Лабораторная установка ФКЛ-16К позволяет снять ВАХ стабилитронов по точкам (двух встроенных образцов) с одновременным получением ВАХ на экране ПЭВМ. Упрощенная электрическая принципиальная схема для снятия ВАХ образцов приведена на рис. 7.
Рис.7.
Упрощенная блок-схема экспериментальной
установки для исследования стабилитронов.
Стабилизированное напряжение от источника питания постоянного тока подается через балластный резистор на исследуемый образец (объект исследования) – полупроводниковый стабилитрон. Кнопка «START USB/ОБРАЗЕЦ» служит для переключения между исследуемыми стабилитронами (лабораторная установка позволяет снять вольт-амперные характеристики для двух образцов). Вольтметр и амперметр, изображенные на схеме рис.7 раздельно, выполнены в виде цифрового «ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА», все показания выводятся на ЖКД LCD индикатор и дублируются на экране ПЭВМ в окне управления экспериментом программы LabVisual. Ручка «УСТАНОВКА Uстабилит.» (на схеме рис.7 обозначена как переменный резистор) позволяет установить обратное напряжение на исследуемых стабилитронах до 5,5 В для первого и до 21 В для второго образца.