INFLUENTA TEMPERATURII ASUPRA DIODEI

1. Teoria lucrarii

Densitatea de curent prin dioda este:

j = jo(eqU / (kT) 1)             (1)

iar densitatea de curent de saturatie are expresia:

jo = q (Dppn / Lp + Dnnp / Ln )         (2)

unde:

Daca tinem seama ca din legea actiunii maselor:

npn = npp = NcNve(Ev Ec) / (kT) = NcNve-D E / (kT) = ni2(T)         (3)

stiind concentratia purtatorilor minoritari:

p = Na (in zona p) n = Nd (in zona n) (4)

putem exprima concentratia purtatorilor minoritari:

pn = ni2/n = NcNve-D E / (kT) /Nd (5)

np = ni2/p = NcNve-D E / (kT) /Na

gasim pentru densitatea de curent prin dioda relatia:

j = q NcNv[Dp /(LpNd)+Dn /(LnNa)] e-D E / (kT) (e qU / (kT) 1) (6)

Tinnd cont ca pentru tensiuni aplicate mai mari de 0,1 V, termenul exponential din paranteza este mult mai mare dect 1 si notnd:

jo' = qNcNv[Dp /(LpNd) +Dn /(LnNa)] (7)

marimea care variaza lent cu temperatura, comparativ cu factorii exponentiali, putem rescrie densitatea de curent prin dioda ca:

j = jo' e-D E / (kT) eqU / (mkT) (8)

unde am introdus coeficientul "m" care este 1 in cazul curentului pur de difuzie, sau 2 pentru curentul de generare - recombinare.

Curentul prin dioda se obtine inmultind densitatea de curent cu S, aria sectiunii transversale a jonctiunii, de unde:

I = Io' e-D E / (kT) e qU / (mkT) (9)

sau logaritmnd relatia si exprimnd tensiunea functie de curent avem:

U = mD E /q + (mkBT/q) ln I - (mkBT/q) ln I0' (10)

Din aceasta relatie se observa ca tensiunea pe dioda U, la curent I constant este direct proportionala cu temperatura.

2. Dispozitivul experimental

Temperatura din vasul calorimetric este masurata cu termometrul si se modifica cu ajutorul incalzitorului alimentat de la autotransformator. Curentul prin dioda se stabileste cu rezistenta R si tensiunea de alimentare folosita. Tensiunea pe dioda se masoara cu voltmetrul.

Pentru a masura in mod corect temperatura doidei este necesar ca aceasta sa se afle ct mai aproape de bulbul termometrului, astfel ca temperatura indicata de termometru sa fie si temperatura diodei.

3. Modul de lucru

4. Analiza rezultatelor

Se va reprezenta grafic tensiunea U pe dioda in functie de temperatura T, exprimata in grade Kelvin. Din panta dreptei se calculeaza sensibilitatea termometrica:

ST = D U/D T = (mkB /q) ln (I/I0') (11)

Cunoscnd curentul I prin dioda se va calcula I0'. Din relatia (10) se va estima valoarea zonei interzise DE in eV :

D E = qU - qSTT (12)

5. Rezultate experimentale

Nr. crt. t T U I ST I0' D E
  (0C) (0K) (mV) (mA) (mV/0K) (A) (eV)

(3)