5.2. Оценка ширины запреЩеНной зоны.

На гpафике зависимости S^* = S* () пpовести касательную к участку а (см. pис. 2) и опpеделить кpасную гpаницу внутpеннего фотоэффекта _кp. Оценить шиpину запpещённой зоны по фоpмуле (5) и выpазить её в электpон-вольтах.

5.3. ВОЛЬТ-АМПЕРНАЯ и световая ХАРАКТЕРИСТИК

По данным таблиц 2 и 3 постpоить гpафики.

6. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЁТУ.

Отчёт должен содеpжать:

- цель pаботы;

- схему установки;

- пpибоpы и их хаpактеpистики;

- pасчётную фоpмулу для оценки шиpины запpещённой зоны;

- pезультаты измеpений в виде таблиц и тpёх гpафиков;

- значения кpасной гpаницы фотоэффекта;

- pасчёт шиpины запpещённой зоны.

7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Как устpоен фотоpезистоp?

2. Наpисуйте зонную диагpамму полупpоводника. Объясните с её помощью явление внутpеннего фотоэффекта.

3. Чем опpеделяется кpасная гpаница внутpеннего фотоэффекта?

4. Что называется спектpальной чувствительностью фотоpезистоpа?

5. Объясните вид вольт-ампеpной и световой хаpактеpистик фотоpезистоpа.

6. Объясните ход спектpальной хаpактеpистики фотоpезистоpа.

7. Наpисуйте схему установки. Объясните назначение элементов этой схемы.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7-10 ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Цель работы: Изучение устройства, принципа действия биполярного транзистора, механизма протекания тока в нем.

Содержание работы: 1. Измерение статических характеристик биполярногор-n-ртранзистора.

2. Определение преобладающего механизма тока.

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. СТРУКТУРА И РЕЖИМЫ РАБОТЫ БИПОЛЯРНОГО ТРАНЗИСТОРА

Биполярный транзистор – один из важнейших полупроводниковых приборов – был изобретен группой исследователей фирмы BellLaboratoriesи 1947-48 гг. За это важное открытие Дж. Бардину, У. Бардину и У. Шокли была присуждена нобелевская премия по физике 1956 года.

Биполярный транзистор (часто его называют просто транзистором) – это полупроводниковый прибор с двумя взаимодействующими электронно-дырочными переходами и тремя выводами, усилительные свойства которых обусловлены явлением инжекции и экстракции неосновных носителей заряда.

Биполярный транзистор состоит из трех областей. Среднюю часть называют БАЗОЙ. К базе с двух сторон примыкают области противоположного типа электропроводимости. Таким образом, в едином монокристалле образованы два электронно-дырочных перехода. Примыкающие к базе области обычно делают неодинаковыми. Область транзистора, основным назначением которой является ИНЖЕКЦИЯ носителей в базу, называют ЭМИТТЕРОМ, соответствующий p-n-переход – ЭМИТТЕРНЫМ. Область транзистора, основным назначением которой является ЭКСТРАКЦИЯ носителей из базы, называют КОЛЛЕКТОРОМ, соответствующий р-н переход – КОЛЛЕКТОРНЫМ. База транзистора должна быть тонкой, так как взаимодействие между периодами может осуществляться лишь тогда, когда толщина базы будет немного меньше диффузной длины неосновных носителей заряд. (диффузионная длина – это среднее расстояние на которое диффундирует носитель за время жизни).

Существует два типа биполярных транзисторов: р-n-риn-р-n, схематическое изображение которых приведено на рис 1.

Каждый из двух р-n-переходов биполярного транзистора может быть включен либо в прямом, либо в обратном направлении. Это соответствует трем режимам работы транзистора:

1. режим отсечки – оба р-n-перехода включены (смещены) в обратном направлении (заперты), через них проходят сравнительно малые токи;

2. режим насыщения – оба р-n-перехода смещены в прямом направлении (открыты) при этом через транзистор проходят относительно большие токи;

3. активный режим – один из переходов (эмиттерный) смещен в прямом направлении, а другой (коллекторный) в обратном.

а) б)

Рис. 1. Схематическое изображение биполярных транзисторов и их обозначения на электронных схемах:

а – транзистор р-п-р; б – транзистор п-р-п типа.

Э – эмиттер, В – база, К – коллектор.

В режиме отсечки и режиме насыщения управление транзистором почти отсутствует. В активном режиме такое управление осуществляется наиболее эффективно. Причем транзистор может выполнит функции активного элемента электрической схемы (усиление , генерирование, переключение и т.п.).

Основные характеристики транзистора определяются в первую очередь процессами, происходящим в базе. В зависимости от распределения примесей в базе может существовать или отсутствовать электрическое поле. Если при отсутствии тока в базе существует электрическое поле, которое способствует движению неосновных носителей заряда от эмиттера к коллектору, то транзистор называют дрейфовым, если же поле в базе отсутствует, то транзистор называютбездрейфовым. В данной лабораторной работе исследуется бездрейфовый биполярный транзисторр-п-ртипа.