Методика експерименту

ВАХ напівпровідникового діода Робота напівпровідникового діода в режимі перемикання Особливості перемикання для діодів різних конструкцій Точкові діоди Епітаксіальні діоди Методика експерименту Охорона праці

49182

знака

таблиц

изображений

Епітаксіальні діоди Читать далее: Охорона праці

4.2 Методика експерименту

Переводимо лабораторну установку в режим виміру заряду перемикання: ключ К1 в положення «ВКЛ», ключ К2 у положення «А».

Встановлюємо досліджуваний діод або p-i-n структуру.

Вибираємо таку частоту імпульсів зворотної напруги, щоб середній зворотній струм можна було виміряти з достатньою точністю.

Для інтервалу прямих струмів від 10 до 120 мА з кроком 10 мА вимірюємо зворотній середній струм та обчислюємо значення за формулою:

Будуємо на комп’ютері за допомогою програми Advanced Grapher графік залежності заряду перемикання від прямого струму .

Виконуємо апроксимацію залежності .

Якщо лінія апроксимації (при ) перетинає вісь не в нульовій точці, а при якомусь значенні , вносимо поправку на ці величини в таблиці значень.

За отриманими поправленими значеннями обраховуємо величину ефективного часу життя

будуємо графіки залежності та відносної зміни часу життя

де - час життя при початковому струмі діапазону вимірювань.

5. Отримані результати та їх аналіз

Експериментальні дані були отримані для вітчизняних діодів марки КД202, Д226Б, Д242Б та для p-i-n структур, отримані для заряду перемикання та часу життя (рис. 5.1).

Таблиця 5.1-Експериментальні данні

Прямий струм, мА	Середній зворотний струм,мкА, заряд перемикання, нКл та час життя, мкс
	КД242 (f=160Гц)		КД202 (f=160Гц)		Д226 (f=5000Гц)
		τ		τ		τ
10	219	21,9	150	15	10	1
20	435	21,75	297	14,85	19	0,95
30	640	21,33	438	14,6	28	0,93
40	843	21,07	570	14,25	36	0,9
50	1033	20,66	696	13,92	44	0,88
60	1222	20,36	819	13,65	51	0,85
70	1399	19,98	933	13,33	58	0,83
80	1574	19,68	1043	13,04	64	0,8
90	1734	19,26	1143	12,73	69	0,77
100	1893	18,93	1242	12,42	74	0,74
110	2047	18,6	1334	12,13	78	0,7
120	2189	18,24	1419	11,83	81	0,68

Рисунок 5.2 –Залежність заряду перемикання від прямого струму для діодів КД242, КД 202 та Д226

Рисунок 5.3 – Залежність часу життя від прямого струму для діодів КД242, КД 202 та Д226

Таблиця 5.2 – Відносна зміна часу життя для діодів Д242, КД202 та Д226

Прямий струм, мА	КД242 (f=160Гц)		КД202 (f=160Гц)		Д226 (f=5000Гц)
Прямий струм, мА	τ,мкс		τ,мкс		τ,мкс
10	21,97	1	15,08	1	0,99	1
20	21,67	0,99	14,8	0,98	0,96	0,97
30	21,34	0,97	14,52	0,96	0,93	0,94
40	21,01	0,96	14,23	0,94	0,9	0,9
50	20,69	0,94	13,95	0,93	0,88	0,89
60	20,35	0,93	13,65	0,9	0,85	0,86
70	20	0,91	13,35	0,89	0,82	0,83
80	19,66	0,89	13,05	0,87	0,8	0,8
90	19,3	0,88	12,75	0,85	0,77	0,77
100	18,95	0,86	12,43	0,83	0,74	0,75
110	18,59	0,85	12,13	0,8	0,7	0,7
120	18,22	0,83	11,8	0,78	0,68	0,69

Рисунок 5.4 – Залежність відносної зміни часу життя від прямого струму для діодів КД242, КД 202 та Д226

Таблиця 5.3 - Заряд перемикання та час життя для дифузійних p-i-n структур

Прямий струм, мА	Заряд перемикання, нКл та час життя, мкс
	Дифузійні p-i-n структури(f=100Гц)
	Ø10мм		Ø5мм		Ø3мм		Ø1,5мм		Ø1,5мм
		τ		τ		τ		τ		τ
10	514	51,4	400	40	291	29,1	149	14,9	127	12,7
20	1030	51,4	795	39,75	581	29,05	294	14,7	253	12,65
30	1521	50,7	1165	38,83	855	28,5	432	14,4	370	12,33
40	2013	50,33	1530	38,25	1129	28,23	559	13,98	485	12,13
50	2481	49,62	1871	37,42	1388	27,76	679	13,58	591	11,82
60	2950	49,17	2207	36,78	1645	27,42	795	13,25	695	11,58
70	3406	48,66	2519	35,99	1888	26,97	900	12,86	790	11,29
80	3840	48	2824	35,3	2130	26,63	1001	12,51	883	11,04
90	4262	47,36	3106	34,51	2357	26,19	1092	12,13	968	10,76
100	4683	46,83	3374	33,74	2576	25,76	1176	11,76	1048	10,48
110	5082	46,2	3635	33,05	2793	25,39	1254	11,4	1124	10,22
120	5510	45,92	3874	32,28	2997	24,98	1324	11,03	1193	9,94

Рисунок 5.5 – Залежність заряду перемикання від прямого струму для дифузійних p-i-n структур

Рисунок 5.6 – Залежність часу життя від прямого струму для дифузійних p-i-n структур

Таблиця 5.4 – Відносна зміна часу життя для дифузійних p-i-n структур

Прямий струм, мА	Дифузійні p-i-n структури
	Ø10мм		Ø5мм		Ø3мм		Ø1,5мм		Ø1,5мм
	τ,мкс		τ,мкс		τ,мкс		τ,мкс		τ,мкс
10	51,68	1	40,18	1	49,24	1	14,98	1	12,78	1
20	51,2	0,99	39,53	0,99	48,19	0,98	14,65	0,98	12,56	0,98
30	50,7	0,98	38,85	0,98	47,09	0,97	14,3	0,95	12,32	0,96
40	50,19	0,97	38,16	0,96	45,98	0,95	13,95	0,93	12,08	0,95
50	49,68	0,96	37,47	0,94	44,88	0,93	13,61	0,9	11,83	0,92
60	49,14	0,95	36,76	0,92	43,73	0,92	13,25	0,88	11,57	0,9
70	48,59	0,94	36,03	0,91	42,57	0,9	12,88	0,86	11,31	0,88
80	48,05	0,93	35,3	0,89	41,42	0,88	12,52	0,84	11,05	0,86
90	47,48	0,92	34,55	0,88	40,22	0,87	12,14	0,81	10,77	0,84
100	46,9	0,91	33,78	0,85	39,01	0,85	11,77	0,79	10,49	0,82
110	46,32	0,9	33,03	0,83	37,82	0,83	11,39	0,76	10,21	0,8
120	45,71	0,89	32,23	0,82	36,57	0,79	11	0,73	9,92	0,78

Рисунок 5.7 – Залежність відносної зміни часу життя від прямого струму для дифузійних p-i-n структур

Таблиця 5.5 - Заряд перемикання та час життя для дифузійних p-i-n структур (без освітлення)

Прямий струм, мА	Заряд перемикання, нКл та час життя, мкс (без освітлення)
	Дифузійні p-i-n структури(f=160Гц)
	Ø10мм		Ø5мм		Ø3мм		Ø1,5мм		Ø1,5мм
		τ		τ		τ		τ		τ
10	160,5	16,05	118,9	11,89	131	13,1	52,01	5,2	36,8	3,68
20	314,2	15,71	231,6	11,58	254,2	12,7	99,18	4,96	71,5	3,58
30	468,8	15,62	343,6	11,45	375,6	12,52	145,6	4,86	105,9	3,53
40	620,3	15,5	452,4	11,31	492,2	12,3	189,6	4,74	141,2	3,53
50	765,3	15,3	555,1	11,1	601,3	12,03	230,2	4,6	170	3,4
60	910,8	15,18	657	10,95	708,5	11,8	269,3	4,49	200,6	3,34
70	1053	15,04	755,5	10,79	810,6	11,58	30,58	4,37	229,9	3,28
80	1189	14,87	848,3	10,6	910,3	11,38	339,1	4,24	257,2	3,22
90	1326	14,73	939,9	10,44	998,5	11,09	370,7	4,12	284	3,15
100	1459	14,6	1028	10,28	1086	10,86	399,8	3,9	309,6	3,09
110	1587	14,42	1111	10,1	1167	10,61	425,7	3,87	333,3	3,03
120	1714	14,28	1191	9,93	1245	10,38	449,9	3,75	356,3	2,97

Рисунок 5.8 – Залежність заряду перемикання від прямого струму для дифузійних p-i-n структур(без освітлення)

Рисунок 5.9 – Залежність часу життя від прямого струму для дифузійних p-i-n структур(без освітлення)

Таблиця 5.6 – Відносна зміна часу життя для дифузійних p-i-n структур (без освітлення)

Прямий струм, мА	Дифузійні p-i-n структури (без освітлення)
	Ø10мм		Ø5мм		Ø3мм		Ø1,5мм		Ø1,5мм
	τ,мкс		τ,мкс		τ,мкс		τ,мкс		τ,мкс
10	15,97	1	11,83	1	13,02	1	5,15	1	3,67	1
20	15,8	0,99	11,65	0,98	12,78	0,98	5,01	0,97	3,6	0,98
30	15,64	0,98	11,47	0,97	12,54	0,96	4,88	0,95	3,54	0,96
40	15,48	0,97	11,29	0,95	12,29	0,94	4,74	0,92	3,48	0,94
50	15,32	0,96	11,12	0,94	12,05	0,93	4,61	0,9	3,41	0,93
60	15,17	0,95	10,94	0,92	11,8	0,9	4,5	0,87	3,35	0,91
70	15,02	0,94	10,77	0,91	11,57	0,88	4,35	0,84	3,28	0,89
80	14,87	0,93	10,6	0,9	11,33	0,87	4,22	0,82	3,22	0,88
90	14,72	0,92	10,43	0,88	11,09	0,85	4,1	0,8	3,16	0,86
100	14,58	0,91	10,27	0,87	10,86	0,83	3,97	0,77	3,09	0,84
110	14,44	0,9	10,11	0,85	10,62	0,82	3,86	0,75	3,02	0,82
120	14,3	0,89	9,94	0,84	10,39	0,79	3,74	0,73	2,97	0,8

Рисунок 5.10 – Залежність відносної зміни часу життя від прямого струму для дифузійних p-i-n структур(без освітлення)

Таблиця 5.7 - Заряд перемикання та час життя для епітаксіальних p-i-n діодів КД524

Прямий струм, мА	Заряд перемикання, нКл та час життя, мкс
	Епітаксіальні p-i-n діоди КД524 (f=16000Гц)
	№2		№4		№6		№8		№10
		τ		τ		τ		τ		τ
10	0,26	0,026	0,287	0,029	0,304	0,03	0,226	0,023	0,295	0,03
20	0,49	0,025	0,543	0,027	0,587	0,029	0,433	0,022	0,567	0,028
30	0,71	0,024	0,789	0,026	0,857	0,028	0,638	0,021	0,827	0,027
40	0,93	0,023	1,2	0,025	1,1	0,028	0,835	0,02	1,069	0,026
50	1,12	0,022	1,22	0,024	1,332	0,027	1,019	0,02	1,29	0,025
60	1,3	0,021	1,43	0,024	1,542	0,026	1,2	0,019	1,498	0,025
70	1,48	0,021	1,611	0,023	1,733	0,025	1,373	0,019	1,689	0,024
80	1,63	0,02	1,774	0,022	1,899	0,024	1,533	0,019	1,858	0,023
90	1,78	0,019	1,925	0,021	2,05	0,023	1,69	0,018	2,013	0,022
100	1,91	0,019	2,06	0,02	2,181	0,022	1,839	0,018	2,151	0,021
110	2,03	0,018	2,18	0,019	2,289	0,021	1,976	0,017	2,269	0,02
120	2,13	0,017	2,28	0,019	2,38	0,02	2,109	0,017	2,372	0,019

Рисунок 5.11 – Залежність заряду перемикання від прямого струму для епітаксіальних p-i-n діодів КД524

Рисунок 5.12 – Залежність часу життя від прямого струму для епітаксіальних p-i-n діодів КД524

Таблиця 5.8 – Відносна зміна часу життя для епітаксіальних p-i-n діодів КД524

Прямий струм, мА	Епітаксіальні p-i-n діоди КД524 (f=16000Гц)
	№2		№4		№6		№8		№10
	Τ,мкс		τ,мкс		τ,мкс		τ,мкс		τ,мкс
10	0,027	1	0,028	1	0,027	1	0,023	1	0,029	1
20	0,026	0,95	0,027	0,97	0,026	0,96	0,022	0,96	0,028	0,97
30	0,025	0,93	0,026	0,92	0,025	0,93	0,021	0,92	0,026	0,9
40	0,023	0,86	0,025	0,89	0,024	0,89	0,02	0,87	0,025	0,86
50	0,022	0,82	0,024	0,85	0,023	0,85	0,019	0,83	0,024	0,83
60	0,021	0,78	0,023	0,82	0,022	0,82	0,019	0,8	0,023	0,79
70	0,02	0,74	0,022	0,78	0,021	0,78	0,018	0,78	0,022	0,76
80	0,019	0,71	0,021	0,75	0,02	0,74	0,018	0,77	0,021	0,72
90	0,018	0,67	0,02	0,72	0,02	0,72	0,018	0,76	0,02	0,69
100	0,018	0,66	0,02	0,7	0,019	0,7	0,017	0,74	0,02	0,69
110	0,018	0,64	0,019	0,68	0,019	0,69	0,017	0,73	0,019	0,67
120	0,017	0,62	0,019	0,66	0,018	0,67	0,017	0,72	0,019	0,66

Рисунок 5.13 – Залежність відносної зміни часу життя від прямого струму для епітаксіальних p-i-n діодів КД524

Таблиця 5.9-Залежність часу життя та відносної зміни часу життя від діаметра дифузійних p-i-n структур

Діаметр структури, мм	Дифузійні p-i-n структури()
	(з освітленням)		(без освітлення)
	τ,мкс		τ,мкс
10	49,14	0,953	15,17	0,95
5	36,76	0,93	13,94	0,92
3	27,4	0,92	10,8	0,9
1,5	11,57	0,88	3,35	0,87