12. Зависимость емкости p-n перехода от обратного напряжения.

Цель: продемонстрировать несколько вариантов измерения емкости p-n перехода при различных значениях обратного напряжения; показать влияние способа измерения на точность результата.

Приборы и принадлежности: общее оборудование и принадлежности, набор диодов и транзисторов для исследования, прибор для измерения емкости Е12-1, конденсатор емкостью 0,1мкФ, резисторы 75-200кОм (2 шт.), катушка индуктивности (самодельная), генератор синусоидальных колебаний на диапазон частот 2-200кГц, конденсатор переменной емкости с воздушным диэлектриком.

Исследуемый p-n переход подключается так, как показано подключение диода VD1 на рисунке 31. Миллиамперметр измеряет силу тока, протекающего через p-n переход при обратном напряжении, подаваемом от источника постоянного напряжения. Это напряжение должно быть меньше амплитуды переменного напряжения, поступающего на p-n переход через конденсатор С1 от измерителя емкости.

На рисунках 32 и 33 приведены схемы, позволяющие сравнить емкость p-n перехода с емкостью конденсатора переменной емкости С2. От источника переменного напряжения U1 подается напряжение неизменной амплитуды различной частоты. Так определяется резонансная частота контура, образованного катушкой индуктивности L1, конденсатором С1 и p-n переходом диода VD1. Затем вместо диода VD1 подключают конденсатор переменной емкости, на генераторе устанавливают полученное ранее значение резонансной частоты и колебательный контур L1C1C2 настраивают конденсатором С2 на резонансную частоту. После этого, не вращая ротор конденсатора переменной емкости, измеряют  его  емкость с  помощью  измерителя  емкости  Е12 - 1.  Емкость конденсатора с воздушным диэлектриком не зависит от приложенного к нему напряжения, а емкость p-n перехода зависит от приложенного напряжения. Переменное напряжение, прикладываемое к p-n переходу при измерении емкости по схеме рисунка 32, может быть выбрано существенно меньше переменного напряжения, прикладываемого к p-n переходу при измерении по схеме рисунка 31. Структурная схема измерительного прибора Е12-1 приведена на рисунке 34. В ходе демонстрации необходимо объяснить принцип его работы и назначение всех блоков.

Литература: 12; 34; 44; 52; 53.