4. Експерименти по визначенню заряду перемикання досліджуваних діодів

4.1 Експериментальна установка

Для виконання експериментальних робіт використовується установка, схема якої зазначена на рис 4.1

Рисунок 4.1 - Лабораторна установка для виміру заряду перемикання Qп і спостереження осцилограм напруги і струму при перемикання діода з прямого струму на зворотну напругу

Оскільки основним завданням роботи є вимірювання заряду перемикання, то всі вимірювання приводились при замкнутому ключі , та ключі  переведеному в положення А. В якості діодів  і  використовуються діоди КД510. Розраховані на максимально постійному прямому струмі 200 мА та на прямому імпульсному струмі 1,5 А.

Вимірювання заряду перемикання, як відомо, передбачає виведення накопиченого в досліджуваному діоді заряду в зовнішнє коло необмежено великим струмом при опорі зовнішнього кола близько "0". Наявність конденсатора  у вимірювальній схемі дійсно зводить опір зовнішнього кола в момент виведення накопиченого заряду практично до "0". Але за законом Ома струм у колі навіть при нульовому опорі зовнішнього кола не є нескінченим, а визначається внутрішнім опором джерела ЕРС, в нашому випадку це емітерний підсилювач - блок , з вихідним опором 50 Ом. Тому при максимальній вихідній напрузі 50 В, максимальний струм у колі не буде перевищувати 1 А, що узгоджується з параметрами досліджу вального діода.

4.2 Методика експерименту

Переводимо лабораторну установку в режим виміру заряду перемикання: ключ К1 в положення «ВКЛ», ключ К2 у положення «А».

Встановлюємо досліджуваний діод або p-i-n структуру.

Вибираємо таку частоту імпульсів зворотної напруги, щоб середній зворотній струм можна було виміряти з достатньою точністю.

Для інтервалу прямих струмів від 10 до 120 мА з кроком 10 мА вимірюємо зворотній середній струм та обчислюємо значення  за формулою:

.

Будуємо на комп’ютері за допомогою програми Advanced Grapher графік залежності заряду перемикання від прямого струму .

Виконуємо апроксимацію залежності .

Якщо лінія апроксимації (при ) перетинає вісь  не в нульовій точці, а при якомусь значенні , вносимо поправку на ці величини в таблиці значень.

За отриманими поправленими значеннями обраховуємо величину ефективного часу життя

,

будуємо графіки залежності  та відносної зміни часу життя

,

де  - час життя при початковому струмі діапазону вимірювань.

5. Отримані результати та їх аналіз

Експериментальні дані були отримані для вітчизняних діодів марки КД202, Д226Б, Д242Б та для p-i-n структур, отримані для заряду перемикання та часу життя (рис. 5.1).

Таблиця 5.1-Експериментальні данні

Рисунок 5.2 -Залежність заряду перемикання від прямого струму для діодів КД242, КД 202 та Д226

Рисунок 5.3 - Залежність часу життя від прямого струму для діодів КД242, КД 202 та Д226

Таблиця 5.2 - Відносна зміна часу життя для діодів Д242, КД202 та Д226

Рисунок 5.4 - Залежність відносної зміни часу життя від прямого струму для діодів КД242, КД 202 та Д226

Таблиця 5.3 - Заряд перемикання та час життя для дифузійних p-i-n структур

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5