4331
.pdf
31
Зависимость диффузионного дырочного тока на границе (x=0) р-n- перехода с n-слоем от напряжения U на слое по модели Эмберса-Мола определяется выражением:
|
q U |
|
|
|
e |
|
|
kТ |
|||
|
|
||
I Iop e |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
где Iop qe Dp SPn / L – «тепловой ток» дырок, зависящий от температуры T
вследствие термогенерации дырок в n-слое и от ширины запрещенной зоныEЗ полупроводника, k – постоянная Больцмана, qe – заряд электрона. Пря-
мой ток нормируется по допустимой мощности, выделяющейся при нагревании полупроводника, для диодов средней мощности Imax 0,5 А . Так как ши-
рина p n перехода при прямом смещении мала, его сопротивление незначительно.
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА Схема экспериментальной установки
Для исследования и построения ВАХ полупроводникового диода схема экспериментальной установки имеет два варианта. В схеме кроме исследуемого диода имеется входное сопротивление, а также вольтметры и амперметры.
Работа будет проводиться на блочной установке МУК ФОЭ-1. В нее входят: АВ1 – блок цифрового амперметра-вольтметра предназначен для измерения в данной работе постоянной силы тока и напряжения, ГН3 – блок, предназначенный для генерации постоянных напряжений с регулируемыми уровнями, стенд с объектами исследования типа С3-ТТ2. Стенд позволяет регулировать температуру, измерять характеристики диода для различных значений температуры.
32
Таблица тестирования Д310
Прямая схема
U(B) |
T |
I1(mkA) |
I2(mkA) |
I3(mkA) |
|
300 |
1,45 |
1,46 |
1,47 |
0,1 |
310 |
2,22 |
2,25 |
2,3 |
|
320 |
4,2 |
4,37 |
4,4 |
|
300 |
6,2 |
6,1 |
6,1 |
0,2 |
310 |
13,8 |
13,7 |
13,5 |
|
320 |
6,2 |
6,1 |
6,1 |
|
300 |
1,38 |
1,37 |
1,35 |
0,3 |
310 |
75,7 |
77 |
76,9 |
|
320 |
21,5 |
22,2 |
22,3 |
Вывод:
1)ВАХ полупроводникового диода определяет особенности структуры слоя p-n-перехода.
2)Хорошее согласование результатов тестирования Д310 и теоретических оценок по модели Эмберса-Молла наблюдается при значении
I0=(12,3±1,4) мкА.
3)При увеличении температуры на 10 градусов максимально допустимое напряжение для диодов средней мощности при прямом включении уменьшается сначала приблизительно на 3%, затем на 6%.
Экспериментальные исследования проводятся в группах по 3-5 человек в соответствии с распределенным в начале семестра вариантом индивидуальной траектории, в котором указываются темы исследований.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДГОТОВКЕ РЕФЕРАТОВ
Поскольку лекции читаются не в полном объеме дисциплины, то студентам на самостоятельное изучение выносится ряд разделов. Преподаватель сообщает студентам содержание данных разделов и организует контроль знаний по заявленным темам. По результатам изучения приведенных тем студент составляет конспект или оформляет реферат. Темы заданий, вынесенных на самостоятельную работу, приводятся в таблице.
№ п/п |
Тема |
Номер источника |
|
|
|
1 |
Современные пеленгующие устройства. |
1осн.л., 3-6 доп. л., интернет- |
|
|
ист. |
2. |
Полупроводниковые лазеры и их характери- |
1осн.л., 3-6 доп. л., интернет- |
|
стики. |
ист. |
3 |
Новейшие технологии получения p-n пере- |
1осн.л., 3-6 доп. л., интернет- |
|
ходов с лазерным легированием. |
ист. |
4. |
Диоды Ганна. Лавино-пролетные диоды. СВЧ |
1осн.л., 3-6 доп. л., интернет - |
|
генерация в современной электронике. |
ист. |
33
5. |
Зонный микроскоп. Исследование поверхно- |
1осн.л., 3-6 доп. л., интернет- |
|
стей. |
ист. |
6. |
Приборы с резонансным туннелированием. |
1осн.л., 3-6 доп. л., интернет- |
|
|
ист. |
7. |
Интерференционные приборы, приборы с од- |
1осн.л., 3-6 доп. л., интернет - |
|
номерной и ноль-мерной проводимостью. |
ист. |
Подготовка рефератов направлена на развитие и закрепление у студентов навыков самостоятельного глубокого, творческого и всестороннего анализа научной, методической и другой литературы по актуальным проблемам дисциплины; на выработку навыков и умений грамотно и убедительно излагать материал, четко формулировать теоретические обобщения, выводы и практические рекомендации.
Рефераты должны отвечать высоким квалификационным требованиям в отношении научности содержания и оформления.
Темы рефератов, как правило, посвящены рассмотрению одной проблемы. Объем реферата может быть от 5 до 15 страниц машинописного текста (список литературы и приложения в объем не входят).
Текстовая часть работы состоит из введения, основной части и заключения.
Во введении студент кратко обосновывает актуальность избранной темы реферата, раскрывает конкретные цели и задачи, которые он собирается решить в ходе своего небольшого исследования.
Восновной части подробно раскрывается содержание вопроса (вопросов) темы.
Взаключении кратко должны быть сформулированы полученные результаты исследования и даны выводы. Кроме того, заключение может включать предложения автора, в том числе и по дальнейшему изучению заинтересовавшей его проблемы.
Всписок литературы студент включает только те документы, которые он использовал при написании реферата.
Вприложении (приложениях) к реферату могут выноситься таблицы, графики, схемы и другие вспомогательные материалы, на которые имеются ссылки в тексте реферата.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДГОТОВКЕ
КЗАЧЕТУ (ЭКЗАМЕНУ)
Впериод подготовки к зачету (экзамену) студенты вновь обращаются к пройденному учебному материалу. При этом они не только закрепляют полученные знания, но и получают новые.
34
Литература для подготовки к зачету (экзамену) рекомендуется преподавателем либо указана в учебно-методическом комплексе. Для полноты учебной информации и ее сравнения лучше использовать не менее двух учебников. Студент вправе сам придерживаться любой из представленных в учебниках точек зрения по спорной проблеме (в том числе отличной от преподавательской), но при условии достаточной научной аргументации.
Основным источником подготовки к зачету (экзамену) является конспект лекций, где учебный материал дается в систематизированном виде, основные положения его детализируются, подкрепляются современными фактами и информацией, которые в силу новизны не вошли в опубликованные печатные источники. В ходе подготовки к зачету (экзамену) студентам необходимо обращать внимание не только на уровень запоминания, но и на степень понимания излагаемых проблем.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Изучение дисциплины следует начинать с проработки данных методических указаний по самостоятельной работе, особое внимание уделяя целям и задачам, структуре и содержанию курса.
Студентам рекомендуется получить в библиотеке ВГЛТУ учебную литературу по дисциплине, необходимую для эффективной работы на всех видах аудиторных занятий, а также для самостоятельной работы по изучению дисциплины.
Успешное освоение курса предполагает активное, творческое участие студента путем планомерной, повседневной работы.
Библиографический список
Основная литература
1. Умрихин, В.В. Физические основы электроники: Учебное пособие / В.В. Умрихин; Уником Сервис. - М.: Альфа-М: НИЦ Инфра-М, 2012. - 304 с.- ЭБС «Знаниум».
Дополнительная литература
1. Ануфриев, Д.Л. Конструкционные методы повышения надежности интегральных схем.[Текст]: утв. Ред.-издат. сов. БГУИР в качестве учеб. пособия /Д.М. Ануфриев, М.И. Горлов, А.П. Достатко. − Минск. : Интегралполиграф, 2007. – 264 с.
35
2.Физико-химия наночастиц, наноматериалов и нано-структур [Электронный ресурс] : Учеб. пособие / А. А. Барыбин, В. А. Бахтина, В. И. Томилин, Н. П. Томилина. – Красноярск : СФУ, 2011. - 236 с. ЭБС «Знаниум».
3.Панюшкин, Н.Н. Физические основы промышленной электроники. Лабораторный практикум / Н.Н. Панюшкин, А.Н. Панюшкин; Воронеж: ВГЛТА, 2007. – 48 с. Электронная версия в ЭБС «ВГЛТУ».
4.Физика. Квантовая физика. Лабораторный практикум / Н.Ю. Евсикова, Н. С. Камалова, Б. М Кумицкий, В. И. Лисицын, Н. Н. Матвеев, Н. Н. Панюшкин, В. В. Постников, В. В. Саушкин. – Воронеж: ВГЛТА, 2014. – 80 с. - ЭБС «ВГЛТУ».
Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»
Для освоения дисциплины необходимы следующие ресурсы информа- ционно-телекоммуникационной сети «Интернет»:
–Основы промышленной электроники (основная литература) http://znanium.com/
–Свободная энциклопедия https://ru.wikipedia.org/
–Словари, определения http://dic.academic.ru/
–Электронный ресурс библиотеки ФГБОУ ВПО «ВГЛТА»: http://www.vglta.vrn.ru/BiblSite/index.htm
36
Учебное издание
Евсикова Наталья Юрьевна Камалова Нина Сергеевна Лисицын Виктор Иванович Постников Валерий Валентинович
Физические основы промышленной электроники
Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлениям подготовки: 23.03.01 – Технология транспортных процессов, 23.03.03 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов
Электронный ресурс