Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Московский Государственный Технический Университет имени

Н.Э. Баумана»

(МГТУ им Н.Э. Баумана)

Факультет «Информатика и системы управления»

Кафедра «Компьютерные системы и сети»

Домашнее задание №1 по дисциплине «Электроника» Вариант №2

Проверил Иванов С.Р.

Выполнил Гурьянов А.В.

гр. ИУ6-43

Москва 2013

Задание

Для перечисленных в таблице диода и транзистора назначить численные значения параметров в соответствии с их моделями в пакете прикладных программ «Multisim». Для каждого параметра прибора привести объяснение, на каком основании ему присваивается выбранное значение.

Привести также эквивалентные схемы упомянутых приборов и совокупность уравнений, отражающих особенности их поведения, давая разъяснения каждому уравнению.

№ Вар.	Тип диода	Тип транзистора
02	D304	2T874Б

Диод d304

Диод D304 является выпрямительным полупроводниковым диодом средней мощности (0,3 А<Iпр max ≤10 А)

Выпрямительные диоды применяются в цепях управления, коммутации, в ограничительных и развязывающих цепях, в источниках питания для преобразования (выпрямления) переменного напряжения в постоянное, в схемах умножения напряжения и преобразователях постоянного напряжения, где не предъявляются высокие требования к частотным и временным параметрам сигналов.

Характеристики диода D304 (при температуре не более 298K)

Максимально допустимый средний прямой ток (Iпр ср max), А	5
Максимально допустимое импульсное повторяющееся обратное напряжение (Uобр и п max), В	100
Максимально допустимый ток перегрузки (Iпрг max), А	12,5
Максимальная рабочая частота (fmax), кГц	5
Максимальная температура корпуса диода (Tк max), °C	80
Постоянное (среднее) прямое напряжение (Uпр(Uпр ср)), В	0,25
Постоянный (средний) обратный ток (Iобр(Iобр ср)), мА	2

Обычно, допустимая плотность тока, проходящего через p-n-переход, не превышает 2 А/мм2, поэтому для получения указанных выше значений среднего выпрямленного тока в выпрямительных диодах используют плоскостные p-n-переходы. Такие переходы имеют существенную емкость, что ограничивает максимальную допустимую рабочую частоту (fmax) выпрямительных диодов.

Выпрямительные свойства диодов тем лучше, чем меньше обратный ток при заданном обратном напряжении и чем меньше падение напряжения при заданном прямом токе. Значения прямого и обратного токов отличаются на несколько порядков, а прямое падение напряжения не превышает единиц вольт по сравнению с обратным напряжением, которое может составлять сотни и более вольт. Поэтому диоды обладают односторонней проводимостью, что позволяет использовать их в качестве выпрямительных элементов.

Эквивалентная схема замещения

rpn = dU/dI – дифференциальное сопротивление p-n перехода

rб – сопротивление базы (слаболегированного слоя)

Вольт-амперная характеристика диода (зависимость тока через p-n-переход от величины приложенного к нему напряжения)

- обратный ток (тепловой ток).

 , где

– коэффициент диффузии дырок или электронов; – диффузионная длина дырок или электронов, q – заряд электрона, S – площадь p-n перехода

Барьерная и диффузионная емкости диода

Барьерная емкость соответствует обратновключенному p-n-переходу, который рассматривается как обычный конденсатор, где пластинами являются границы обедненного слоя, а сам обедненный слой служит несовершенным диэлектриком с увеличенными диэлектрическими потерями

где – относительная диэлектрическая проницаемость; – электрическая постоянная; – площадь запирающего слоя; – толщина запирающего слоя.

Диффузионная емкость характеризует накопление подвижных носителей заряда в n- и p-областях при прямом напряжении на переходе.

Емкость представляет собой отношение зарядов к разности потенциалов:

, иначе

, где τр - время жизни электронов, проникнувших в p-область (или дырок в n-область)