Xem toàn bộ tài liệu Lớp 11: tại đây
Báo cáo thí nghiệm: Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điôt bán dẫn và đặc tính khuếch đại của tranzito
Họ và tên…………………. Lớp………………… Tổ…………
Tên bài thực hành: Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điôt bán dẫn
I. Mục đích thí nghiệm:
– Bằng thực nghiệm thấy được đặc tính chỉnh lưu dòng điện của điôt bán dẫn.
– Vận dụng lý thuyết về dòng điện trong bán dẫn, giải thích được kết quả thực nghiệm.
– Củng cố kĩ năng sử dụng dụng cụ đo điện như vô kế, ampe kế, bước đầu làm quen với dao động kí điện tử.
II. Cơ sở lý thuyết
* Dòng điện trong chất bán dẫn:
– Một số chất ở phân nhóm chính nhóm 4 như Si, Ge trong những điều kiện khác nhau có thể dẫn điện hoặc không dẫn điện, gọi là bán dẫn.
– Bán dẫn dẫn điện có hai loại hạt tải là electron và lỗ trống.
– Ở bán dẫn tinh khiết, mật độ electron bằng mật độ lỗ trống. Ở bán dẫn loại p, mật độ lỗ trống rất lớn hơn mật độ electron. Ở bán dẫn loại n, mật độ electron rất lớn hơn mật độ lỗ trống.
– Dòng điện trong bán dẫn là dòng các electron dẫn chuyển động ngược chiều điện trường và dòng các lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trường
– Lớp tiếp xúc n – p có đặc điểm cho dòng điện đi theo một chiều từ p sang n. Đây gọi là đặc tính chỉnh lưu. Đặc tính này được dùng để chế tạo điốt bán dẫn.
* Cấu tạo Điôt bán dẫn:
– Khi đã có được hai chất bán dẫn loại p và loại n, nếu ghép hai chất bán dẫn theo một tiếp giáp p-n ta được một điôt bán dẫn.
– Tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn n khuếch tán sang vùng bán dẫn n để lấp vào các lỗ trống tạo thành lớp ion trung hòa điện, lớp này là miền cách điện.
– Chiều dòng điện đi qua Điôt và kí hiệu Điôt:
* Khái niệm về dòng điện xoay chiều:
– Dòng điện xoay chiều là dòng điện có chiều và giá trị biến đổi theo thời gian, những thay đổi này thường tuần hoàn theo một chu kỳ nhất định. Dòng điện xoay chiều thường được tạo ra từ các máy phát điện xoay chiều hoặc được biến đổi từ nguồn điện một chiều bởi một mạch điện tử.
– Dòng điện xoay chiều dân dụng ở nước ta có các thông số sau:
Tần số f = 50 Hz: là số lần lặp lại trạng thái cũ của dòng điện xoay chiều trong một giây.
Điện áp hiệu dụng 220V: Thường là giá trị đo được từ các đồng hồ và cũng là giá trị điện áp được ghi trên zắc cắm nguồn của các thiết bị điện tử. Giá trị này cho biết tác dụng nhiệt của dòng xoay chiều này tương đương với tác dụng nhiệt của dòng điện không đổi 220V.
Biên độ cỡ 310V: Đây là giá trị tức thời lớn nhất của điện áp xoay chiều.
III. Tiến trình thí nghiệm khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điôt bán dẫn
* Phương án 1: Dùng vôn kế và ampe kế
– Kiểm tra dụng cụ thí nghiệm và lắp sơ đồ mạch điện theo sơ đồ hình 25.2 SGK
– Di chuyển con chạy của biến trở để biến đổi điện áp, quan sát số chỉ của vôn kế và miliampe kế.
– Đảo ngược cực của pin và lặp lại các bước như trên.
– Ghi các cặp giá trị U, I ứng với mỗi bước chuyển của U là 0,2 V ở cả hai giai đoạn U > 0 và U < 0.
– Lập bảng số liệu U, I và vẽ đồ thị trên giấy kẻ ô milimét
* Phương án 2: Dùng dao động kí điện tử
– Kiểm tra dụng cụ thí nghiệm và vẽ sơ đồ mạch điện hình 25.5 SGK, sau đó lắp mạch điện theo sơ đồ, kiểm tra trước khi đóng mạch.
– Điều chỉnh máy phát dao động để có dao động hình sin tần số 50 Hz, biên độ 5 V, hoặc dùng nguồn xoay chiều 6 V.
– Dùng dao động ký điện tử để quan sát cùng một lúc đồ thị của dòng điện ở trước và sau điôt.
– Ghi kết quả và vẽ đồ thị U = f(t) của dòng điện ở trước và sau điôt theo kết quả trên màn hình dao động kí
– Xác định gần đúng giá trị của U trước và sau khi chỉnh lưu. Nhận xét về độ giảm thế trên điôt.
IV. Kết quả thí nghiệm:
1. Phương án 1: Dùng vôn kế và ampe kế
| Điôt phân cực thuận | Điôt phân cực ngược | ||
| U (V) | Ith (mA) | U(V) | Ing(μA) |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0.2 | 0 | 0.2 | 0 |
| 0.4 | 0.01 | 0.4 | 0 |
| 0.6 | 0.59 | 0.6 | 0.01 |
| 0.8 | 2.41 | 0.8 | 0.01 |
| 1 | 4.83 | 1 | 0.01 |
| 1.2 | 7.61 | 1.2 | 0.01 |
| 1.4 | 11.83 | 1.4 | 0.01 |
| 1.6 | 17.01 | 1.6 | 0.01 |
| 1.8 | 25.39 | 1.8 | 0.01 |
| 2 | 38.82 | 2 | 0.01 |
| 2.2 | 57.41 | 2.2 | 0.01 |
| 2.4 | 82.5 | 2.4 | 0.01 |
a) Vẽ đồ thị
Đồ thị I = f (U) biểu diễn cường độ dòng điện I chạy qua điôt phân cực thuận
Đồ thị I = f(U) biểu diễn cường độ dòng điện I chạy qua điôt phân cực ngược
b) Nhận xét và kết luận:
– Cường độ dòng điện chạy qua điôt phân cực thuận có giá trị 0 trong khoảng hiệu điện thế U từ 0 đến 0,4 V và nó chỉ bắt đầu tăng mạnh khi hiệu điện thế U tiếp tục tăng đến giá trị lớn hơn 0,4 V.
2. Phương án 2: Dùng dao động ký điện tử.
Đồ thị U = f(t) của dòng điện ở trước điôt
Đồ thị U = f(t) của dòng điện ở sau điôt
* Giá trị gần đúng của giá trị cực đại U:
+ Trước khi chỉnh lưu: U = 6 V.
+ Sau khi chỉnh lưu: U = 5,8 V.
+ Độ giảm thế trên điôt: ∆U = 0,2 V
Trả lời Câu hỏi (trang 132)