5. Обработка результатов экспериментальных исследований
5.1. Построить ВАХ исследованных электронно-дырочных переходов с туннельным эффектом при комнатной и повышенной температурах.
5.2. Определить
значения IП,
UП,
IВП,
UВП,
UР,
UОБР
(IОБР
=
)
для комнатой и повышенной температур.
5.3. Определить
дифференциальное сопротивление на всех
участках прямой ветви ВАХ исследованных
переходов, используя формулу
.
5.4. Определить
дифференциальное сопротивление обратной
ветви ВАХ исследованных переходов,
используя формулу
.
5.5. Определить
сопротивление исследованных переходов
обратному току, используя соотношение
,
приUОБР,
соответствующему
IОБР
=
,
для комнатной и повышенной температур.
Рассчитанные параметры свести в табл. 2.
Таблица 2
Расчетные данные исследованных электронно-дырочных переходов с туннельным эффектом
|
Параметры |
IП |
UП |
IВП |
UВП |
UР |
rДИФ ПР |
rДИФ ОБР |
R0 |
IП/IВП |
|
Размерность |
мА |
мВ |
мкА |
мВ |
В |
Ом |
Ом |
Ом |
|
|
T1 = 20 C |
Ge |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
2 | |||||||||
|
3 | |||||||||
|
GaAs |
|
|
|
|
1 |
|
|
| |
|
2 | |||||||||
|
3 | |||||||||
|
T2 = 70 C |
Ge |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
2 | |||||||||
|
3 | |||||||||
|
GaAs |
|
|
|
|
1 |
|
|
| |
|
2 | |||||||||
|
3 |
6. Содержание отчета
Каждый отчет по выполненной лабораторной работе должен содержать:
Формулировку цели исследования;
Краткую характеристику исследуемых электронно-дырочных переходов с туннельным эффектом;
Схемы экспериментальных исследований, собираемых на лабораторной установке;
Таблицы экспериментальных данных;
Графики вольтамперных характеристик исследуемых электронно-дырочных переходов с туннельным эффектом при комнатной и повышенной температурах;
Расчет параметров исследованных электронно-дырочных переходов с туннельным эффектом;
Сводную таблицу с экспериментальными и расчетными данными;
Анализ полученных результатов.
Пример оформления титульного листа отчета по лабораторной работе приведен в прил. 1.
7. Вопросы и задания для самопроверки
7.1. Что называется туннельным эффектом?
7.2. Расскажите о конструктивных особенностях электронно-дырочных переходов с туннельным эффектом.
7.3. Как зависит положение энергетического уровня Ферми от степени легирования примесных полупроводников?
7.4. Какой полупроводник называется «вырожденным» полупроводником?
7.5. Нарисуйте вольтамперную характеристику идеального электронно-дырочного перехода с туннельным эффектом и объясните ее ход с помощью энергетических (зонных) диаграмм.
7.6. Назовите основные параметры электронно-дырочного перехода с туннельным эффектом.
7.7. Нарисуйте и объясните вольтамперную характеристику реального электронно-дырочного перехода с туннельным эффектом.
7.8. Что называется избыточным туннельным током и поясните механизм его образования?
7.9. Почему электронно-дырочный переход с туннельным эффектом не обладает вентильными свойствами?
7.10. Поясните влияние температуры окружающей среды на вольтамперную характеристику реального электронно-дырочного перехода с туннельным эффектом.
7.11. Из каких полупроводниковых материалов изготавливаются электронно-дырочные переходы с туннельным эффектом и почему?
7.12. Как зависят основные параметры электронно-дырочного перехода с туннельным эффектом от материала полупроводника и температуры окружающей среды?
7.13. Укажите области применения электронно-дырочных переходов с туннельным эффектом.
7.14. Нарисуйте энергетическую диаграмму электронно-дырочного перехода с туннельным эффектом в равновесном состоянии, поясните все составляющие токов p-n перехода и запишите условие равновесия.
7.15. Нарисуйте схему экспериментальных исследований электронно-дырочного перехода с туннельным эффектом, поясните порядок работы и меры обеспечения безопасности экспериментальных исследований p-n перехода.