Уральський
РАДІОТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ
Фізичні основи електроніки
Контрольна робота
Тема: Діоди і їх застосування
Викладач: Секісов Ю.Н.
Студент: Габдрахімов М.Х.
Єкатеринбург 2013
Зміст
I. Вихідні дані
II. Завдання 1
III. Завдання 2
IV. Завдання 3
VI. Завдання 5
VII. Завдання 6
VIII. Перелік використаної літератури
I. Вихідні дані
Таблиця 1
Таблиця 2
Таблиця 3
Таблиця 4
II. Завдання 1
Обчислити напруга на переході при прямому включенні при заданій температурі і заданому струмі. З'ясувати вплив температури на пряму напругу, збільшивши температуру на вказане число градусів. Необхідні дані взяти з таблиці 1.
Рішення
1. З рівняння вольт-амперної характеристики діода:
знайдемо напруга на pn-переході:
де, зворотний струм насичення
поправочний коефіцієнт
температурний потенціал
2. Визначимо зворотний струм насичення діода. З урахуванням того, що , тепловий струм (зворотний струм насичення) при деякій вихідної температурі буде дорівнює:
де,
заряд електрона
площа p-n-переходу
коефіцієнт дифузії дірок
середня довжина дифузії дірок в n-області
концентрація неосновних носіїв заряду
де,
концентрація електронів у власному напівпровіднику в умовах термодинамічної рівноваги
концентрація донорів
звідси,
3. Обчислимо напруга на переході при прямому включенні при заданому струмі і температурі :
4. З'ясуємо вплив температури на пряму напругу, збільшивши температуру на 60 °, для чого спочатку визначимо зворотний струм насичення для нової температури:
З виразу
де
ефективна густина станів у дна зони провідності
ширина забороненої зони , отримаємо
Тепер знайдемо концентрацію електронів у власному напівпровіднику при новій температурі:
звідси концентрація неосновних носії заряду дорівнює
тоді тепловий струм при температурі 340 ° K буде дорівнює
Обчислимо напруга на pn-переході при:
Висновок: З підвищенням температури напівпровідника, зменшується падіння напруга на pn-переході, при заданому прямому струмі.
ВАХ діода при прямому зсуві складним чином залежить від температури, при малих токах характеристика зміщується з зростанням температури вліво, а при великих токах (де падіння напруги на напівпровідникових областях поза переходом збільшується)? вправо (рис.1).
Рис.1
III. Завдання 2
Визначити опір діода і диференціальний опір діода постійному струму при прямому включенні. Струм і температура задані в таблиці 1. Опір зворотному току обчислити для напруги з таблиці 1 і струму отриманого в задачі 1.
Рішення
1. Обчислимо опір діода прямому струму:
2. Обчислимо диференціальний опір діода прямому струму:
3. Обчислимо опір діода зворотному току:
IV. Завдання 3
Визначити струм ідеалізованого діода в ланцюзі, представленої на малюнку 2. Обчислити напруга, відповідне цьому струму, Визначити диференціальний опір діода при отриманому напрузі і струмі.
Діод включений в прямому напрямку. Величину опору, напруга і температуру взяти з таблиці 1.
Рис. 2
Рішення
1. Розрахуємо струми через діод при різних напружених, зворот...
