Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Исходные данные. Преподаватель: Разинкин В.П.
|
|
Контрольная работа
Вариант
Выполнил:
Группа:
Преподаватель: Разинкин В.П.
Дата:
Новосибирск 2016
Задача №1
На несимметричный p-n -переход через резистор R подано в прямом направлении напряжение смещения E (рис. 1).
Исходные данные
| Nd.1015, см-3 | S.10-5, см2 | Ln.10-4, см | Lp.10-3, см | m | R, Ом | E, B |
| 2, 2 | 4, 0 | 1, 6 | 2, 3 | 1, 30 | 0, 85 |
1. Т1=300 К
1) Рассчитать ток насыщения I0 и контактную разность потенциалов Uk.
k =1, 38 . 10-23 Дж/К – постоянная Больцмана
q =1, 6 . 10-19 Кл – заряд электрона
– температурный потенциал
ni =1, 4 . 1010 см-3 – концентрация собственных носителей в кремнии
Na = Nd . 103 Na =2, 2 . 1018 см-3 – концентрация акцепторов
I0 =3, 379 . 10-15 А – ток насыщения
0, 798 В – контактная разность потенциалов
Рисунок1
2) Рассчитать и построить вольт-амперную характеристику p-n -перехода при изменении напряжения на нем в пределах 
.
– вольт-амперная характеристика
Вольт-амперная характеристика
| U | I |
| -7, 979 | -3, 379.10-15 |
| -7, 181 | -3, 379.10-15 |
| -6, 383 | -3, 379.10-15 |
| -5, 585 | -3, 379.10-15 |
| -4, 788 | -3, 379.10-15 |
| -3, 99 | -3, 379.10-15 |
| -3, 192 | -3, 379.10-15 |
| -2, 394 | -3, 379.10-15 |
| -1, 596 | -3, 379.10-15 |
| -0, 798 | -3, 379.10-15 |
| 0, 08 | 3, 284.10-14 |
| 0, 16 | 3, 848.10-13 |
| 0, 239 | 4, 157.10-12 |
| 0, 319 | 4, 458.10-11 |
| 0, 399 | 4, 778.10-10 |
| 0, 479 | 5, 121.10-9 |
| 0, 559 | 5, 489.10-8 |
| 0, 638 | 5, 883.10-7 |
3) На графике ВАХ построить нагрузочную прямую и определить положение рабочей точки (ток через переход Ip и напряжение Up).
Нагрузочная характеристики строится по двум точкам:
при U =0 
мА
при I =0 UH = E UH =0.85 В
точка пересечения нагрузочной характеристики с ВАХ диода – рабочая точка:
Uр =0, 2 В Ip =12.87 мА
4) Рассчитать статическое R0 и дифференциальное Ri сопротивление, а также диффузионную емкость Сэ диф в рабочей точке.
Сопротивление по постоянному току равно отношению постоянного напряжения, приложенного к диоду и тока протекающего через него численно равному котангенсу угла наклона прямой соединяющей рабочую точку с началом координат:
15, 54 Ом
Дифференциальное сопротивление определяет изменение тока через диод при изменении напряжения вблизи некоторого значения U, заданного рабочей точкой числено равно котангенсу угла наклона касательной к характеристике в рабочей точке:
2, 01 Ом
3, 675 . 10-7 с – время жизни носителей заряда
1, 828 . 10-7 Ф
5) Определить заряд дырок Qp, накопленный в базовой n- области, соответствующий току Ip в рабочей точке.
ε =8, 85 . 10-12 Ф/м – электрическая постоянная
4, 012 . 10-8 м – ширина запирающего слоя
5, 649 . 10-16 Кл
6) Вычислить мощность Р, рассеиваемую на p-n -переходе.
2, 574 . 10-3 Вт
2. Т2=330 К
1) Рассчитать ток насыщения I0 и контактную разность потенциалов Uk.
∆ W =1, 12 эВ – ширина запрещенной зоны
9, 659 . 1010
I0 =1, 609 . 10-13 А – ток насыщения
0, 768 В – контактная разность потенциалов
2) Рассчитать и построить вольт-амперную характеристику p-n -перехода при изменении напряжения на нем в пределах .
– вольт-амперная характеристика
Вольт-амперная характеристика
| U | I |
| -7, 678 | -1, 609.10-13 |
| -6, 91 | -1, 609.10-13 |
| -6, 142 | -1, 609.10-13 |
| -5, 347 | -1, 609.10-13 |
| -4, 607 | -1, 609.10-13 |
| -3, 839 | -1, 609.10-13 |
| -3, 071 | -1, 609.10-13 |
| -2, 303 | -1, 609.10-13 |
| -1, 536 | -1, 609.10-13 |
| -0, 768 | -1, 609.10-13 |
| 0, 077 | 1, 12.10-12 |
| 0, 154 | 1, 004.10-11 |
| 0, 23 | 8, 105.10-11 |
| 0, 307 | 6, 465.10-10 |
| 0, 384 | 5, 149.10-9 |
| 0, 461 | 4, 1.10-8 |
| 0, 537 | 3, 265.10-7 |
| 0, 614 | 2, 6.10-6 |
3) На графике ВАХ построить нагрузочную прямую и определить положение рабочей точки (ток через переход Ip и напряжение Up).
Нагрузочная характеристики строится по двум точкам:
при U =0 мА
при I =0 UH = E UH =0.85 В
точка пересечения нагрузочной характеристики с ВАХ диода – рабочая точка:
Uр =0, 23 В Ip =11, 3 мА
4) Рассчитать статическое R0 и дифференциальное Ri сопротивление, а также диффузионную емкость Сэ диф в рабочей точке.
Сопротивление по постоянному току равно отношению постоянного напряжения, приложенного к диоду и тока протекающего через него численно равному котангенсу угла наклона прямой соединяющей рабочую точку с началом координат:
20, 35 Ом
Дифференциальное сопротивление определяет изменение тока через диод при изменении напряжения вблизи некоторого значения U, заданного рабочей точкой числено равно котангенсу угла наклона касательной к характеристике в рабочей точке:
2, 519 Ом
3, 675 . 10-7 с – время жизни носителей заряда
1, 459 . 10-7 Ф
5) Определить заряд дырок Qp, накопленный в базовой n- области, соответствующий току Ip в рабочей точке.
ε =8, 85 . 10-12 Ф/м – электрическая постоянная
3, 861 . 10-8 м – ширина запирающего слоя
5, 436 . 10-16 Кл
6) Вычислить мощность Р, рассеиваемую на p-n -переходе.
2, 599 . 10-3 Вт