Элементы и устройства твердотельной электроники в примерах и задачах. Дудкин В.П - 17 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

17
2.8. Определить выходное напряжение в схеме , изображенной на рис.2.2,
если при комнатной температуре используется кремниевый диод с обратным
током насыщения I
0
=10 мкА .
Решение
1.Определим ток в цепи. При этом необходимо учесть, что при подаче на
диод прямого напряжения сопротивление диода мало , и ток в схеме будет
определяться в основном сопротивлением резистора R
Н
:
I = E/R
н
= 2мА .
2.Из уравнения для тока через диод
(
)
1eII
kT/eU
0
−=
по известному току в цепи найдем U
ВЫХ
= U:
B138.0)
I
I
1ln(
e
kT
U
0
=−⋅=
.
Рис.2.2 Рис. 2.3
2.9. Кремниевый стабилитрон включен в схему стабилизатора
напряжения параллельно с резистором R
Н
=2,2 кОм (рис.2.3). Параметры
стабилитрона: напряжение стабилизации U
СТ
= 13 В, максимальный
ток I
СТ МАХ
= 20 мА , минимальный ток I
СТ MIN
= I мА . Найти
сопротивление ограничительного резистора R
ОГР
, если напряжение
источника Е меняется от Е
MIN
= 16 В до Е
МАХ
= 24 В. Определить, будет ли
обеспечена стабилизация во всем диапазоне изменения напряжения
источника .
Решение
1.Из уравнения Кирхгофа для цепи рис. 2.3 найдем формулу для определения
сопротивления ограничительного резистора
R
ОГР
= (E
СР
– U
СТ
)/(I
СТ СР
+ I
Н
).
2.Определим среднее значение напряжения источника E
СР
E
СР
= 0,5(E
MIN
+ E
MAX
) = 20B.
3.Вычислим средний ток через стабилитрон I
СТ СР
I
СТ СР
= 0,5(I
СТ М IN
+ I
CТ М AX
) = 10.5М A.
4.Найдем ток через нагрузку
I
Н
= U
СТ
/R = 5.9 М A.
R
Н
20 кОм
Е=40В
+
-
U
ВЫХ
Е
R
Н
I
Н
I
СТ
R
ОГР 
                                              17
      2.8. О п р едели тьвы хо дно е нап р яж ени е в схеме, и зо бр аж енно й на р и с.2.2,
если п р и ко мнатно й темп ер ату р е и сп о льзу ется кр емни евы й ди о д с о бр атны м
то ко мнасы щ ени я I0 =10 мкА.
                                        Реш ени е

1.О п р едели мто кв ц еп и . П р и это мнео бхо ди мо у честь, что п р и п о даче на
ди о д п р ямо го нап р яж ени я со п р о ти влени е ди о да мало , и то кв схеме бу дет
о п р едел яться в о сно вно мсо п р о ти вл ени емр ези сто р а RН :
I = E/Rн = 2мА.
2.И зу р авнени я для то ка чер езди о д
      (          )
I = I 0 eeU / kT − 1
п о и звестно му то ку в ц еп и найдем UВ Ы Х = U:
        kT            I
   U=       ⋅ ln(1 − ) = 0.138 B .
          e          I0


                     RН                                           RО   ГР

          +
 Е =40В          20 к О м
                                                         Е                                 RН
                                     UВ Ы Х          -
           -
                                                                        IС Т     IН

                      Ри с.2.2                                                 Ри с. 2.3


       2.9. Кр емни евы й стаби ли тр о н вкл ю чен в схему стаби ли зато р а
нап р яж ени я п ар аллельно с р ези сто р о м RН =2,2 кО м (р и с.2.3). П ар аметр ы
стаби ли тр о на: нап р яж ени е стаби ли зац и и         UС Т = 13 В,      макси мал ьны й
то к IС Т М АХ = 20 мА, ми ни мал ьны й то к IС Т MIN                      = I мА. Н айти
со п р о ти вл ени е о гр ани чи тельно го р ези сто р а        RО Г Р , если нап р яж ени е
и сто чни ка Е меняется о т Е MIN = 16 Вдо Е М АХ = 24 В. О п р едел и ть, бу детли
о бесп ечена стаби ли зац и я во всем ди ап азо не и зменени я нап р яж ени я
и сто чни ка.
                                             Реш ени е
1.И зу р авнени я Ки р хго фа для ц еп и р и с. 2.3 найдемфо р му л у для о п р едел ени я
со п р о ти вл ени я о гр ани чи тел ьно го р ези сто р а
RО Г Р = (EС Р – UС Т )/(IС Т С Р + IН ).
2.О п р едели мср еднее значени е нап р яж ени я и сто чни ка EС Р
EС Р = 0,5(EMIN + EMAX) = 20B.
3.Вы чи сли мср едни й то кчер езстаби л и тр о н IС Т С Р
IС Т С Р = 0,5(IС Т М IN + ICТ М AX) = 10.5М A.
4.Н айдемто кчер езнагр у зку
IН = UС Т /R = 5.9 М A.

Страницы