Дослідження електричного кола з напівпровідниковим діодом за допомогою цифрового вимірювального комплексу

Атамась АртемНауковий співробітник НЦ "Мала академія наук України", кандидат технічних наук. Сфера наукових інтересів: розвиток технологій наукової освіти.

Завдання роботи

Дослідити провідні властивості напівпровідникового діода.

Обладнання

набірне поле «Школяр», датчик напруги, датчик струму, з’єднувальні провідники, джерело струму, АЦП (аналогово-цифровий перетворювач) Einstein LabMate+, кабель для під’єднання датчика, ПК.

Теоретична частина

Рис. 1. Загальний вигляд обладнання

Напівпровідниковий діод – прилад з одним електричним переходом і двома електродами. Принцип дії напівпровідникового діода ґрунтується на властивостях p-n переходу. Площинні p-n переходи для напівпровідникових діодів одержують шляхом плавлення, дифузії та епітаксії. Вольт-амперна характеристика (ВАХ) – залежність струму через провідний елемент від напруги на елементі. Характерні приклади елементів, що володіють суттєво нелінійною ВАХ: діод, тиристор, стабілітрон.

Хід роботи

1. Зберіть електричне коло з напівпровідниковим діодом відповідно до рисунку 1. 2. Приєднайте датчик напруги паралельно діоду. 3. З'єднаєте послідовно з діодом датчик струму. 4. З'єднаєте АЦП із USB-входом вашого ПК (дочекайтеся моменту, коли світлодіод на АЦП змінить колір з червоного на жовтий або зелений). 5. З’єднайте з АЦП датчики струму та напруги. 6. Запустіть програму MiLAB, обравши іконку . 7. Натисніть кнопку на АЦП так, щоб світлодіод почав блимати. 8. Оберіть внизу вікна «Повне налаштування». 9. Оберіть дискретизацію «Вручну», кількість замірів – 20. 10. Увімкніть джерело струму й виставте напругу 4 В. 11. Натисніть кнопку «Замір» . 12. Плавно змінюйте опір змінного резистора, щоразу натискаючи кнопку «Замір» . 13. Дочекайтеся завершення реєстрації даних. 14. Обріжте графік, залишивши тільки ділянку, що відповідає зміні напруги й сили струму. Виберіть вісь х – напруга, у – сила струму.

Аналіз даних

Дійдіть висновків щодо провідних властивостей напівпровідникового діода. Чим вони відрізняються від провідних властивостей звичайного резистора?