Основы радиоэлектроники. Решение задач. Коробова А.Д - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

6
1. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ. ХАРАКТЕРИСТИКИ.
ПАРАМЕТРЫ
РАСЧЕТ СХЕМ НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДАХ . ВАРИКАПЫ.
СТАБИЛИТРОНЫ. ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ , ТУННЕЛЬНЫЕ ДИОДЫ
Примеры решения задач
1.1. Имеется сплавной германиевый p-n-переход с концентрацией доноров
n
Д
=10
3
n
A
, причем на каждые 10
8
атомов германия приходится один атом
акцепторной примеси. Определить контактную разность потенциалов при
температуре T = 300 К. Концентрации атомов n и ионизированных атомов
принять равными соответственно n = 4.4
.
10
22
см
-3
и n
i
= 2.5
.
10
13
.
Решение
1.Определим концентрацию акцепторов n
A
n
A
= n/10
8
= 4.4
.
10
14
см
–3
.
2. Найдем концентрацию доноров n
Д
n
Д
= 10
3
n
A
= 4.4
.
10
17
см
–3
.
3.Определим контактную разность потенциалов по формуле
2
i
ДА
k
n
nn
ln
e
kT
⋅=ϕ ,
где k-постоянная Больцмана, e - заряд электрона. Подставляя численные
значения, получим: ϕ
k
= 0,33 B.
1.2. Германиевый диод, имеющий обратный ток насыщения I
0
= 25 мкА,
работает при прямом смещении, равном 0.1 В и T = 300 К. Определить
сопротивление диода постоянному току R
0
и дифференциальное
сопротивление r
ДИФ
.
Решение
1. Для определения R
0
найдем ток диода при прямом напряжении 0,1 В
(
)
mA17,11eII
kT/eU
0
=−= .
2. Рассчитаем сопротивление диода постоянному току
R = U/I = 85 Ом .
3. Найдем формулу для r
ДИФ
и рассчитаем сопротивление диода переменному
току
kT/eU
0
1
ДИФ
e
kT
e
I
dU
dI
r ==
−
,
Ом6,21e
I
1
e
kT
r
kT/eU
0
ДИФ
==
−
.
1.3. Барьерная емкость диода равна 200 пФ при обратном напряжении 2 В.
Какое требуется обратное напряжение, чтобы уменьшить емкость до 50 пФ,
если контактная разность потенциалов φ
k
=0,82 В? 
                                            6

       1. П О ЛУ П РО В О Д Н И К О В ЫЕ Д И О Д Ы. Х А РА К Т Е РИ СТ И К И .
                                   П А РА М Е Т РЫ
 РА СЧЕ Т СХ Е М Н А П О ЛУ П РО В О Д Н И К О В Ы Х Д И О Д А Х . В А РИ К А П Ы.
  СТ А Б И ЛИ Т РО Н Ы. В ЫП РЯ М И Т Е ЛЬ Н ЫЕ , Т У Н Н Е ЛЬ Н ЫЕ Д И О Д Ы

                              П рим еры реш ения з
                                                 ад ач

      1.1. Име е тс я с п лавной г е рмание вы й p-n-п е ре х од с конце нтрацие й доноров
nД =103nA , п рич е м на кажды е 108 атомов ге рмания п рих одитс я один атом
акце п торной п риме с и. Оп ре де лить контактную разнос ть п оте нциалов п ри
те мп е ратуре T = 300 К. К онце нтрации атомов n и ионизированны х атомов
                                                 .                     .
п ринять равны ми с оотве тс тве нно n = 4.4 1022 с м -3 и ni = 2.5 1013.
                                          Ре ш е ние
1.Оп ре де лим конце нтрацию акце п торов nA
                   .
nA = n/108 = 4.4 1014 с м – 3.
2. Н айде м конце нтрацию доноров nД
                     .
nД = 103 nA = 4.4 1017 с м – 3.
3.Оп ре де лим контактную разнос ть п оте нциалов п о формуле
       kT      n n
ϕk =       ⋅ ln А 2 Д ,
         e      ni
где k-п ос тоянная Б ольцмана, e - заряд эле ктрона. Подс тавляя ч ис ле нны е
знач е ния, п олуч им: ϕk = 0,33 B.

     1.2. Г е рмание вы й диод, име ющ ий об ратны й ток нас ы щ е ния I0= 25 мкА ,
раб отает п ри п рямом с ме щ е нии, равном 0.1 В и T = 300 К . Оп ре де лить
с оп ротивле ние диода п ос тоянному току                   R0 и диффе ре нциальное
с оп ротивле ние rД И Ф .
                                          Ре ш е ние
1. Д ля оп ре де ле ния R0 найде м ток диода п ри п рямом нап ряже нии 0,1 В
      (          )
I = I 0 e eU / kT − 1 = 1,17mA .
2. Р ас с ч итае м с оп ротивле ние диода п ос тоянномутоку
R = U/I = 85 Ом.
3. Н айде м формулудля r Д И Ф и рас с ч итае м с оп ротивле ние диода п е ре ме нному
току
                     dI        e eU/ kT                kT 1 − eU / kT
           rД−1И Ф =     = I0    e      ,     rД И Ф =       e        = 21,6 О м .
                     dU       kT                        e I0

       1.3. Б арье рная е мкос ть диода равна 200 п Ф п ри об ратном нап ряже нии 2 В.
К акое тре б уе тс я об ратное нап ряже ние , ч тоб ы уме ньш ить е мкос ть до 50 п Ф ,
е с ли контактная разнос ть п оте нциалов φ k =0,82 В?

Страницы