задачи на диоды

1.Кремниевый идеальный диод имеет следующие данные: толщина базы w=10^-3см (база тонкая), концентрация акцепторной примеси N_a=10¹⁶см^-3, концентрация донорной примеси N_д=10¹⁹см^-3, коэффициенты диффузии неосновных носителей D_p=8см²/с, D_n=25см²/с, концентрация собственных носителей заряда n_i=2·10¹⁰см^-3, температура T=500K. Найти:1). обратный ток насыщения, 2) прямой ток, 3) как изменится обратный ток насыщения при увеличении температуры на 40К?

2. Германиевый диод имеет обратный ток насыщения 1мкА, а кремниевый диод 10^-8. Вычислить и сравнить прямые напряжения диодов, если через каждый диод протекает ток, равный 100мА.

3. При увеличении тока полупроводникового диода в 2,7 раза напряжение изменяется от U₁=0,1В до U₂. Найти разность напряжений ΔU= U₂- U₁ при Т=300К. Как изменится разность напряжений ΔU при увеличении температуры на 40К?

4. Найти изменение прямого напряжения на полупроводниковом диоде при Т=250К, если при этом изменении прямой ток возрастает в 7,38раз.

5. Определить сопротивление диода постоянному току при прямом и обратном напряжении, если при прямом напряжении 1В прямой ток равен 4 мА, а при обратном напряжении 100В обратный ток равен 0,25 мА.

6. Для идеального диода определить напряжение, при котором обратный ток будет достигать 75% значения тока насыщения при Т=293К.

7. Определить, во сколько раз увеличится обратный ток диода, если температура увеличивается: а) от 20 до 80⁰С для германиевого диода; б) от 20 до 150⁰С для кремниевого диода.

8. В идеальном диоде при Т=300К прямое напряжение 0,1В вызывает определенный ток носителей заряда. При каком прямом напряжении этот ток увеличится в 2 раза?

9. Диод имеет обратный ток насыщения I₀=10мкА, напряжение, приложенное к диоду, равно 0,5.Найти отношение прямого тока к обратному току при Т=300К.

10. В идеальном p-n переходе обратный ток насыщения I₀=10^-14А при Т=300К и I₀=10^-9А при Т=125⁰С. Определить, в каком случае напряжение на p-n переходе будет меньше и на сколько, если прямой ток равен 1мА.

11. Определить, во сколько раз изменится сопротивление постоянному току и дифференциальное сопротивление полупроводникового диода: а) с изменением прямого напряжения от 0,4 до 0,6В при неизменной температуре окружающей среды Т=20⁰С ; б) с изменением температуры окружающей среды от 20 до 125⁰С при напряжениях 0,6 и -50В.

12. Определить диффузионную емкость и дифференциальное сопротивление германиевого диода, работающего при Т=300К и напряжении U=0,3В. Обратный ток I₀=10мкА, диффузионная длина электронов L_n=0,1см, подвижность электронов _n=0,39м²/Bс, толщина базы w=10^-4см. Как изменится диффузионная емкость диода при уменьшении толщины базы в 5 раз?

13. Найти барьерную емкость германиевого диода, если удельное сопротивление р-области ρ_р=3,5Ом·см, высота потенциального барьера Δφ₀=0,35В, приложенное обратное напряжение U_обр=5В, площадь поперечного сечения перехода S=1мм².

14. Барьерная емкость полупроводникового диода с односторонним p-n переходом равна 25пФ при обратном напряжении 5В. Определить уменьшение емкости при снижении обратного напряжения до 7В.

15. Определить диффузионную емкость и дифференциальное сопротивление германиевого диода, работающего при Т=300К и напряжении U=0,25В. Обратный ток I₀=10мкА, диффузионная длина электронов L_n=0,1см, подвижность электронов _n=0,39м²/Bс, толщина базы w=10^-4см. Как изменятся дифференциальное сопротивление и диффузионная емкость диода при увеличении температуры на 60К?

16. Полупроводниковый диод имеет прямой ток 0.8А при прямом напряжении 0.3В и температуре окружающей среды 35⁰С. Определить обратный ток, дифференциальное сопротивление при прямом напряжении 0.2В. дифференциальное напряжение диода при обратном напряжении 1В. Как изменится обратный ток и дифференциальное сопротивление диода при увеличении температуры на 40К?

17. Барьерная емкость диода равна 200пФ при обратном напряжении 2В. Какое требуется обратное напряжение, чтобы увеличить емкость на 50пФ, если высота потенциального барьера ₀=0,82В?

18. Барьерая емкость полупроводникового диода с односторонним p-n переходом равна 25пФ при обратном напряжении 5В. Определить уменьшение емкости при снижении обратного напряжения до 7В.

1 9.

Для стабилизации напряжения на нагрузке используется полупроводниковый стабилитрон, напряжение стабилизации которого U_ст =10В. Определить допустимые пределы изменения питающего напряжения (E_min и E_max), если максимальный ток стабилитрона I_cmax =30мА, I_cmin=1мА, сопротивление нагрузки R_н=1кОм, сопротивление ограничительного резистора R_огр=0,5 кОм.

20. Для стабилизации напряжения на нагрузке используется полупроводниковый стабилитрон, параметры которого U_ст =10В, I_cmax =20мА, I_cmin=1мА, E=24В. Сопротивление нагрузки изменяется в пределах от R_нmin=0,5кОм до R_нmax=2,5кОм. Найти сопротивление ограничительного резистора R_огр.

21. Для стабилизации напряжения на нагрузке используется полупроводниковый стабилитрон, параметры которого U_ст =10В, I_cmax =30мА, I_cmin=5мА, R_н=2,5кОм Найти сопротивление ограничительного резистора R_огр, если напряжение источника Е меняется от Е_min=16B до Е_max=24B. Определить, будет ли обеспечена стабилизация во всем диапазоне изменения напряжения источника.

Дополнительные задачи.

1. Имеется резкий кремниевый p-n переход при комнатной температуре Т = 300 K с площадью S = 10-3 см2 и концентрацией легирующей примеси N_д = N_а = 1018 см-3. Вычислить накопленный заряд и время, за которое обратное смещение возрастет от 0 до –10 В, если ток через этот диод равен 1 мА.

2. Как можно включит в электрическую цепь два однотипных полупроводниковых диода, рассчитанных на максимально допустимый ток 100мА каждый, если в цепм проходит ток 150мА?

3. Для диодов КД103А наибольшее обратное напряжение равно 50В. Как можно включить такие диоды в цепь, в которой имеется напряжение 80В?