Главная | Обратная связь

Результаты эксперимента

В эксперименте изучалась вольтамперная характеристика туннельного диода и генератор на основе туннельного диода. В качестве исследуемого диода был использован германиевый туннельный диод ГИ304А.

Получение статической характеристики туннельного диода.

Вольтамперная характеристика туннельного диода была получена статическим методом при помощи схемы, изображенной на рис. 4. Полученная характеристика показана на рис. 5.

Рис. 5. Вольтамперная характеристика туннельного диода, полученная статистическим методом

Из графика (рис. 5) определяем параметры вольтамперной характеристики U_p, I _р, U_v, I_v и U_f туннельного диода: U_p=0,041B, I _р=4,7mA, U_v =0,35B, I_v=0,35mA и Uf=0,51B.

Хотелось бы обратить внимание на тот факт, что получить падающую ветвь вольтамперной характеристики в явном виде не удается. Отчасти это можно объяснить отсутствием в экспериментальной установке источника напряжения с бесконечно малым внутренним сопротивлением. Создание такого идеализированного источника не представляется возможным.

Уровень Ферми μ_n расположен на расстоянии ξ≈0,7эВ от края зоны проводимости Е_с в полупроводнике n-типа.

Удаление максимума плотности распределения электронов в зоне проводимости полупроводника n-типа n_max(E) от края зоны составляет 0,68 эВ.

 

Ход работы

1. Включить установку тумблером «сеть»;
2. Установить тумблер на отметку «1»
3. Плавно вращая ручку регулировки напряжения на образце снять вольт-амперную характеристику туннельного диода.
4. Ручку регулировки напряжения установить в крайнее левое положение и снимать показания напряжения и силы тока. Напряжение изменять, начиная от 0 через 20мВ, до максимального значения тока, затем напряжение изменятся скачком. Для того чтобы точнее определить I_v необходимо ручку регулировки напряжения установить в крайнее правое положение, и теперь уменьшая напряжение снимать силу тока через тот же интервал, что и при увеличении.
5. По полученным данным построить вольт-амперную характеристику туннельного диода.
6. Используя формулы (3) и (4) и полученные значения величин U_р и U_v,оцениваем положение уровня Ферми μ_n и максимума n_max(E) распределения электронов в зоне проводимости полупроводника туннельного диода.
7. Сравнить полученные значения с приведенными в теории.
8. Сделать выводы.

 

Контрольные вопросы

1. Что такое туннельный диод?

2. На каком явлении основано действие туннельного диода?

3. Как расположен уровень Ферми в туннельном диоде?

4. Объясните вольт-амперную характеристику туннельного диода.

5. Объясните процесс туннелирования в диоде.

Рекомендуемая литература

1. Гольдин Л.Л., Новикова Г.И. Введение в квантовую физику. - M.: Наука, 1986. Гл. XII, §§ 66-69.
2. Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С.Г. Физика полупроводников. - М: Наука, 1977. Гл. VII, § 3.
3. Игошин Ф.Ф., Самарский Ю.А., Ципенюк Ю.М. Лабораторный практикум о общей физике. Том 3. Квантовая физика. - М.: Издательство МФТИ, 1998.