Fiz_Polupr_dlya_stud / Описания вып.работ / 8рТуннельный д-д
.docТуннельный диод
Цель работы и описание измерительной установки.
В данной работе необходимо определить следующие параметры туннельного диода (см. рис. 1.)
I
Ip Туннельный ток
зона-зона
Iv Диффузионный ток
Избыточный ток
0 V
Vp Vv Vpp
Рис. 1
1. Значение тока Iр в максимуме вольт-амперной характеристики.
2. Соответствующее ему напряжение Vр .
3. Значение тока Iv в минимуме вольт-амперной характеристики.
4. Соответствующее ему напряжение Vv.
5. Скачок напряжения ∆V=Vрр-Vр .
6. Дифференциальное сопротивление R_= на падающем участке вольт-амперной характеристики.
ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА
Снятие вольт-амперной характеристики и измерение параметров туннельного диода производится с помощью характериографа, блок-схема которого показана на рисунке 2.
Рис. 2.
Характериограф состоит из блока питания, осциллографа, измерительного моста в одно из плеч которого включается туннельный диод. Если при отключенном диоде сбалансировать мост, то напряжение в диагонали моста V′ будет равно нулю, а сопротивления плеч моста связаны соотношением
R1 :R2 = R3 : R4 . (1)
При подключении туннельного диода параллельно сопротивлению R2, условие баланса нарушается и в диагонали моста возникает напряжение V′ , пропорциональное току через диод. Из рисунка видно, что
(2)
; ; . (3)
С учетом условия баланса моста получаем
, отсюда . (4)
Напряжение V′ подается на вход «Y» осциллографа, напряжение V, равное напряжению на диоде, на вход «Х». В результате, на экране получается изображение вольт-амперной характеристики диода.
Определение параметров туннельного диода.
1. По известной вольт-амперной характеристике определить значение величин Ip, Vp, Iv, Vv, и ∆V. При известной калибровке осциллографа токи Ip, Iv получаются с помощью формулы (4).
-
Определение отрицательного сопротивления основано на принципе компенсации. Если параллельно туннельному диоду подключить омическое сопротивление Rш, то вольт-амперная характеристика будет изменяться (см. рис. 3.)
При Rш=R_ сопротивление цепочки в области аб равно бесконечности , dI /dV =0 и участок аб располагается параллельно горизонтальной оси. При отключении диода на экране осциллографа видна прямая, котангенс угла наклона которой к горизонтальной оси равен сопротивлению R_ диода.
Rш<R_
I
Rш=R_
Rш>R_
Rш=∞
V
а б
Рис. 3.