P4.1.3 Diody – Leybold

Praktycznie wszystkie aspekty technologii układów elektronicznych opierają się na komponentach półprzewodnikowych. Diody półprzewodnikowe są najprostszymi wśród nich. Składają się z półprzewodnikowego kryształu, w którym n-obszar przewodzący sąsiaduje z p-obszarem przewodzącym. Przechwycenie nośników ładunków, tj. elektronów w n-obszarze i “dziur” w p-obszarze, tworzy obszar niskiego przewodzenia na złączu zwane warstwą zubożoną. Rozmiar tego obszaru jest zwiększany, gdy elektrony lub dziury są przenoszone z warstwy zubożenia poprzez zewnętrzne pole elektryczne o określonej orientacji. Kierunek tego pola elektrycznego nazywana jest kierunkiem zaporowym. Odwrócenie pola elektrycznego prowadzi odpowiednie nośniki ładunków w warstwę zubożenia, pozwalając na łatwiejszy przepływ prądu przez diodę.

W doświadczeniu P4.1.3.1, charakterystyki prąd-napięcie diody Si (diody krzemowej) oraz diody Ge (diody germanowej) są mierzone i ręcznie wykreślane punkt po punkcie. Celem jest porównanie prądu w kierunku zaporowym i napięcia progowego jako najważniejszych parametrów dwóch diod.

Celem doświadczenie P4.1.3.2 jest pomiar charakterystyki prąd-napięcie diody Zenera lub diody Z. Tutaj, szczególna uwaga jest zwrócona na napięcie przebicia w kierunku zaporowym, gdy ten poziom napięcie zostaje osiągnięty prąd nagle wzrasta. Prąd jest spowodowany nośnikami ładunków w warstwie zubożenia, które przyspieszone przez przyłożone napięcie jonizuje dodatkowe atomy półprzewodnika poprzez zderzenia.

Doświadczenie P4.1.3.3 porównuje charakterystykę podczerwonej, czerwonej, żółtej i zielonej diody LED. Napięcie progowe U jest wprowadzone we wzór

                    c

                    l

        e: ładunek elektronu

        c: prędkość światła

        h: stała Planck'a

do wyznaczenia długości fali l emitowanego światła.