Лабораторная работа по электроматериаловедению
план-конспект урока по технологии по теме
Лабораторная работа по материаловедения по теме: "Изучение проводимости у полупроводников"
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
laboratornaya_rabota_po_el.material.ved_.doc | 139.5 КБ |
Предварительный просмотр:
Государственное бюджетное образовательное учреждение
Среднего профессионального образования Республики Хакасия
«Техникум коммунального хозяйства и сервиса»
Электроматериаловедение
Методические указания
по выполнению лабораторных (практических) работ
по профессии начального профессионального образования
270843.04 Электромонтажник электрических сетей и электрооборудования
Абакан. 2012
Рассмотрена на заседании Утверждена:
методической комиссии Заместитель директора по УР
_____________________________________ Тарабрина В.И.________________
Руководитель МК____________
«____»______________20____г «____»______________20____г
Разработчики:
Косточакова Р.А, мастер п/о
Ф.И.О., должность,
Лабораторная работа №2
Тема: Изучение проводимости полупроводников
Цель: научиться работать с электрическими схемами, и измерять электрические характеристики проводниковых материалов
Задачи:
- научиться собирать схемы с полупроводниками
- знать при каких обстоятельствах проводимость у полупроводников есть, а при каких нет.
Инструменты и приспособления:
Мультиметр – 2 шт
Элемент питания (желательно в контейнере до 5 В)
Колодка контактная
Полупроводник
Лапочка
Теоретическая часть
В отличие от проводников полупроводники имеют не только электронную, но и «дырочную» проводимости, которые в сильной степени зависят от температуры, освещенности, сжатия, электрического поля и других факторов.
Рис. 1 Кристаллическая решетка полупроводника парноэлектронная (ковалентная)
При отсутствии примесей и температуре, освещенности и т.д. близкой к абсолютному нулю, все валентные электроны атомов в кристалле п/п взаимно связаны и свободных электронов нет, так что п/п не обладает проводимостью. При повышении температуры или при облучении увеличивается энергия электронов, что приводит к частичному нарушению ковалентных связей и появлению свободных электронов, возникает электрический ток.
Электропроводность, обусловленная перемещением свободных электронов, называется электронной проводимостью полупроводника,
или n - проводимостью.
Проводимость, возникающая в результате перемещения дырок, называется дырочной проводимостью, или р-n проводимостью.
В тонком пограничном слое полупроводника n-типа возникает положительный заряд, а в пограничном слое полупроводника р-типа - отрицательный заряд. Между этими слоями возникает разность потенциалов (потенциальный барьер) и образуется электрическое поле напряженностью Еп, которая препятствует диффузии электронов и дырок из одного полупроводника в другой.
Рис. 2
Таким образом, на границе двух полупроводников возникает тонкий слой, обедненный носителями зарядов (электронов и дырок) и обладающий большим со-противлением. Этот слой называется запирающим p-n-пepeходом.
Вследствие теплового движения в электрическое поле р-n-перехода попадают неосновные носители зарядов (электроны из р-области и дырки из n-области).
Движение неосновных носителей зарядов под действием сил поля р-n-перехода направлено встречно диффузионному току основных носителей и называется дрейфовым или тепловым током, зависящим в сильной степени от температуры.
Лабораторно- практическая часть. Порядок выполнения ЛПР
Упражнение 1
- Начертить в тетради таблицу 2
Таблица 2
№ | Название | Тип | Материал | Iобр[mА] | Iпр[mА] | ΔU (падение напряжения) |
Диод | Германий |
- Заносим в таблицу данные известные нам
- Поставим переключатель на измерение тока в миллиамперах.
- Соберём электрическую цепь по схеме на рис. 3
- Подключим диод в направлении (анод к (+) источнику, у диодов односторонняя проводимость), в цепь подключим лампу, чтобы избежать перегрузку диода, т.к. будет большой ток
Рис.3 |
При изменении полярности источника питания (рис. 3) внешнее электрическое поле Ев окажется направленным встречно полю p-n-перехода Еn и под действием этого поля электроны и дырки начнут двигаться навстречу друг другу и число основных носителей заряда в переходном слое возрастет, уменьшая потенциальный барьер и сопротивление переходного слоя.
- записываем полученные данные в таблицу 2 Iпр=…мА
- Измеряем падение напряжения ΔU, записываем данные в таблицу 2
Упражнение 2
- Подключим диод в направлении (анод к (-) источнику), в обратном направлении
Рис. 4
- Соединив положительный зажим источника питания с металлическим электродом полупроводника n-типа, а отрицательный зажим с электродом полупроводника р-типа, получим внешнее электрическое поле Ев, направленное согласно с полем p-n-перехода Еn, усиливающее его (рис.4). Такое поле еще больше будет препятствовать прохождению основных носителей зарядов через запирающий слой и через диод пройдет малый обратный ток Iобр, обусловленный неосновными носителями заряда.
- записываем полученные данные в таблицу 2 Iобр=…мА
- Измеряем падение напряжения ΔU, записываем данные в таблицу 2
Упражнение 3
- Нарисовать вольтамперная характеристика германиевого диода, его условное обозначение и сделать вывод.
Вольтамперная характеристика германиевого диода |
Для большей наглядности прямая ветвь (правая часть графика) и обратная ветвь (левая часть графика) характеристики изображены в различных масштабах.
Вывод:
Характеристика показывает, что при небольшом прямом напряжении Uпр=…В на зажимах диода в его цепи проходит относительно большой ток, а при значительных обратных напряжениях Uобр и Iобр ничтожно мал. Обратный ток диода в значительной мере зависит от температуры, увеличиваясь с ее повышением.
Правила безопасной работы при сборке электросхемы:
Внимательно рассмотреть электрическую схему
Собрав схему показать преподавателю
Внимательно работать с мультиметром
1.4 Порядок выполнения ЛПР
прочитать теоретические сведения
прочитать правила безопасной работы при сборке схемы
выполнить упражнения 1-3
1.7 Список литературы
Учебный диск Михаила Ванюшина
Л.В. Журавлева Электроматериаловедение
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Базы данных. Основы работы с СУБД MS Access: разработка и заполнение таблиц, создание связей (лабораторная работа 1)
Документ в формате pdf представляет собой первую часть лабораторной работы и содержит пошаговую инструкцию по началу работы в программе MS Access:создание БД;создание таблиц;заполнение таблиц;создание...
Виртуальные лабораторные работы как один из способов реализации темы самообразования «Использование ИКТ в работе учителя физики»
Использование ИКТ в работе учителя физики...
Лабораторная работа "Измерение работы и мощности в электрической лампочке"(8класс)
Работа выполнена в виде презентации и дополнена подробным конспектом урока. Возможно использование интерактивной доски....
Лабораторная работа №2 Тема: «VBA. Работа со списком»
По выбранным данным в списке в MS Excel осуществляется отбор данных в базе данных MS Access. Код написан на VBA. Результат представлен в MS Excel...
Использование проблемно-диалогической технологии на лабораторных работах.Лабораторная работа ,, Внутреннее строение рыбы"
Особенности проблемно - диалогического обучения и его использование на уроках биологии.Описание этапов внедрения технологии при проведении лабораторныхработ...
Лабораторная работа Особенности внешнего строения и передвижения рыб. Лабораторная работа для 7 класса, в соответствии с программой под руководством В.В. Пасечник
Для того чтобы выяснить как влияет водная среда, на внешнее строение рыб мы выполним лабораторную работу “Внешнее строение и особенности передвижения рыбы”.Лабораторную работу вы будете выполнять в па...
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ГАЗООБМЕН, ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА CO2» НА СОВРЕМЕННОМ ЛАБОРАТОРНОМ ХИМИЧЕСКОМ ОБОРУДОВАНИИ
Авторская разработка лабораторной работы...