Lucrare de laborator la fizica

Elev: Cibea Andreea-Madalina Cls. A-XII-C

Profesor-coordonator: Simion Florentina

Determinarea curent-tensiune pentru diode semiconductoare

(comparativ cu caracteristica curent-tensiune a unui rezistor)

In aceasta lucrare de laborator ne-am propus studierea experimentala a caracteristicii curent-tensiune pentru diodele semiconductoare comparativ cu caracteristica curent-tensiune a unui rezistor.

I.Materiale necesare: Pentru masurarea marimii intensitatii si tensiunii am folosit urmatoarele aparate:

Sursa de curent continuu; Ampermetru; Voltmetru; Rezistor; Dioda semiconductoare; Fire de legatura;

II.Teoria lucrarii: Jonctiunea p-n este regiunea de tranzitie dintr-un cristal semiconductor care are doua parti invecinate, una care contine impuritati acceptoare numita p, iar cealalta n, care contine impuritati donoare. Electronii care sunt purtatori de sarcina majoritari în regiunea n difuzeaza în regiunea p unde devin purtatori minoritari de sarcina. Similar, golurile – purtatori de sarcina majoritari în regiunea p vor difuza în regiunea n, devenind la rândul lor purtatori minoritari de sarcina în aceasta regiune. Recombinarea este procesul in care un electron liber reface legatura chimica cu un gol fiind insotita de degajare de caldura. Ca urmare a difuziei electronilor in portiunea p care este initial neutra electric, aceasta se incarca negativ, scazandu-i potentialul, iar in portiunea n initial neutra electric, potentialul crescandu-i ea ramane incarcata pozitiv.

Intre zonele n-p apare o diferenta de potential Uo si un camp electric indreptat de la n la p, opunandu-se deplasarii electronilor. Din cauza acestui camp, numai electronii dintr-o mica regiune de langa jonctiune pot parasi poriunea n, asa ca numai golurile dintr-o mica portiune din p se recombina cu electronii difuzati. De o parte si de alta a jonctiunii p-n se formeaza o portiune de cristal saracita de purtatori liberi numita si strat de baraj, in care Uo se opune deplasarii. Jonctiunea p-n are proprietati semiconductoare. Deoarece caracteristicile curent-tensiune se aseamana cu cele ale unei diode, jonctiunea p-n se mai numeste dioda semiconductoare. Dioda reprezinta un dispozitiv semiconductor format dintr-o jonctiune p-n, introdusa intr-o capsula de metal, sticla sau material plastic, cu doua terminale numite ANOD si CATOD prin care aceasta se conecteaza intr-un circuit electric.

Dioda semiconductoare este reprezentata prin:

Sensul direct este sensul tensiunii exterioare pentru care in jonctiune trece curent cu polul pozitiv la p si negativ la n, iar sensul invers este sensul pentru care nu trece curent.

III. Modul de lucru: Dupa cuplarea circuitului conform schemei de mai jos, se masoara diferite tensiune prin schimbarea valorii intensitatii.

Valorile obtinute sunt prezentate in tabelul urmator:

Nr.det Intensitate(mA) Tensiune(V)1. 4 0.632. 6 0.643. 8 0.664. 10 0.675. 12 0.686. 20 0.71

7. 30 0.738. 40 0.749. 60 0.7610. 74 0.77

I(mA)

U(V)

Dupa masurarea tensiunii in circuitul electric cu dioda si rezistor, am inlaturat dioda si am masurat tensiunea la bornele rezistorului, conform urmatorului circuit:

Valorile obtinute de data aceasta sunt:

Nr.det Intensitate(mA) Tensiune(V)1. 2 0.112. 8 0.403. 10 0.664. 12 0.765. 14 0.926. 16 1.12

7. 18 1.218. 20 1.339. 34 2.3710. 36 2.53

Transpunerea acestor valori in axele de coordinate XoY este urmatoarea: I(mA)

U(V)

IV.Concluzia:

Ignorand erorile care pot aparea la o asemenea lucrare de laborator, observam ca reprezentarea grafica a caracteristicii curent-tensiune pentru un rezistor este o functie liniara, iar reprezentarea grafica pentru diode semiconductoare este una neliniara avand forma de semiparabola.Aceasta concluzie se poate observa mai bine in graficul urmator, unde functia de culoare albastra este pentru dioda semiconductoare iar cea rosie pentru rezistor. I(mA)

U(V)