Тема 2. Напівпровідникові діоди
Задача 2.1.
Дано:
питомий опір
-області
германієвого p-n
переходу
p,
Омсм
і
питомий опір n
- області
n,
Омсм.
Обчислити
висоту потенціального бар'єру
к
при
температурі Т
Кельвіна; густину зворотного струму
насичення j0,
якщо
Ln
=
Lp
=
110-3
м;
пряму напругу
Uпр,
яку необхідно прикласти до
переходу
для одержання прямого струму густиною
j,
А/см2.
Рухливість електронів n
і дірок р
у германії прийняти відповідно
0,39
і
0,19м2/Вс.
Таблиця 6.3. Варіанти задачі 2.1
|
№ вар.
|
р , Ом см |
n , Омсм. |
Тк |
j , А/см2 |
№ вар. |
р , Ом см |
n , Омсм. |
Тк |
j , А/см2 |
|
1. |
1,5 |
1 |
250 |
5 |
16. |
1 |
1,5 |
300 |
20 |
|
2. |
2,0 |
1 |
300 |
6 |
17. |
1 |
2 |
350 |
21 |
|
3. |
2,5 |
1,5 |
350 |
7 |
18. |
1 |
2,5 |
250 |
22 |
|
4. |
2,0 |
2 |
350 |
8 |
19. |
1 |
0,5 |
300 |
23 |
|
5. |
1,5 |
2 |
250 |
9 |
20. |
1,5 |
0,5 |
350 |
24 |
|
6. |
1,0 |
2 |
300 |
10 |
21. |
2 |
0,5 |
250 |
25 |
|
7. |
1,0 |
2,5 |
350 |
11 |
22. |
1 |
0,75 |
300 |
26 |
|
8. |
1,5 |
2,5 |
350 |
12 |
23. |
1,5 |
0,75 |
350 |
27 |
|
9. |
0,5 |
1 |
250 |
13 |
24. |
2 |
0,75 |
250 |
28 |
|
10. |
0,5 |
1,5 |
300 |
14 |
25. |
1,5 |
1 |
300 |
29 |
|
11. |
0,5 |
2 |
350 |
15 |
26. |
2 |
1 |
350 |
30 |
|
12. |
0,75 |
1 |
250 |
16 |
27. |
2,5 |
1 |
250 |
31 |
|
13. |
0,75 |
1,5 |
300 |
17 |
28. |
1 |
1 |
300 |
32 |
|
14. |
0,75 |
2 |
350 |
18 |
29. |
1 |
1,5 |
350 |
33 |
|
15. |
1 |
1 |
250 |
19 |
30. |
1 |
2 |
300 |
34 |
Задача 2.2.
Розрахувати
і побудувати вольт-амперну
характеристику ідеального напівпровідникового
діода при температурі Т
К
і заданому
зворотному
струмі
насичення I0,
мкА. Розрахувати і побудувати на тому
ж графіку вольтамперну характеристику
реального
діода
з
врахуванням
опорів
емітера
RЕ
і
бази RБ,
Ом.
В
робочій точці для заданої
прямої
напруги
Uпр
В визначити теоретично
і за графіками опір діода постійному
струму R0,
диференціальний
опір
,
для
ідеального
і реального діода. Порівняти результати
і зробити висновки.
Таблиця 6.4. Варіанти задачі 2.2
|
№ вар. |
Тк |
I0, мкА |
RЕ, Ом |
RБ, Ом |
Uпр, В |
№ вар. |
Тк |
I0, мкА |
RЕ, Ом |
RБ, Ом |
Uпр, В |
|
1. |
250 |
10 |
0,5 |
1,5 |
0,1 |
16. |
250 |
40 |
4,0 |
5,0 |
0,25 |
|
2. |
300 |
20 |
1,0 |
2,0 |
0,1 |
17. |
300 |
50 |
1,0 |
2,0 |
0,25 |
|
3. |
350 |
30 |
1,5 |
2,5 |
0,1 |
18. |
350 |
60 |
1,5 |
2,5 |
0,25 |
|
4. |
250 |
40 |
2,0 |
3,0 |
0,1 |
19. |
250 |
10 |
2,0 |
3,0 |
0,25 |
|
5. |
300 |
50 |
1,5 |
3,5 |
0,1 |
20. |
300 |
20 |
2,5 |
3,5 |
0,25 |
|
6. |
350 |
60 |
3,0 |
4,0 |
0,15 |
21. |
350 |
30 |
3,0 |
4,0 |
0,3 |
|
7. |
250 |
10 |
1,5 |
4,5 |
0,15 |
22. |
250 |
40 |
0,5 |
1,5 |
0,3 |
|
8. |
300 |
20 |
4,0 |
5,0 |
0,15 |
23. |
300 |
50 |
1,0 |
2,0 |
0,3 |
|
9. |
350 |
30 |
0,5 |
1,5 |
0,15 |
24. |
350 |
60 |
1,5 |
2,5 |
0,3 |
|
10. |
250 |
40 |
1,0 |
2,0 |
0,15 |
25. |
250 |
10 |
1,5 |
3,0 |
0,3 |
|
11. |
300 |
50 |
1,5 |
2,5 |
0,2 |
26. |
300 |
20 |
1,5 |
3,5 |
0,2 |
|
12. |
350 |
60 |
2,0 |
3,0 |
0,2 |
27. |
350 |
30 |
1,5 |
4,0 |
0,2 |
|
13. |
250 |
10 |
2,5 |
3,5 |
0,2 |
28. |
250 |
40 |
1,5 |
4,5 |
0,2 |
|
14. |
300 |
20 |
3,0 |
4,0 |
0,2 |
29. |
300 |
50 |
1,5 |
5,0 |
0,2 |
|
15. |
350 |
30 |
3,5 |
4,5 |
0,2 |
30. |
350 |
60 |
2,5 |
5,0 |
0,2 |
Задача 2.3.
Розрахувати найпростішу схему без фільтра для випрямлення синусоїдальної напруги з діючим значенням, використовуючи діоди Д226Б. Скласти і розрахувати випрямне коло, що дозволяє одержувати випрямлений струм (мА), використовуючи діоди Д226Б. Намалювати обидві схеми випрямлення.
Таблиця 6.5. Варіанти задачі 2.3
|
№ вар. |
U, В |
Iвипр, мА |
№ вар. |
U, В |
Iвипр, мА |
№ вар. |
U, В |
Iвипр, мА |
|
1. |
500 |
250 |
11. |
1000 |
750 |
21. |
950 |
300 |
|
2. |
550 |
300 |
12. |
500 |
750 |
22. |
1000 |
250 |
|
3. |
600 |
350 |
13. |
550 |
700 |
23. |
450 |
450 |
|
4. |
650 |
400 |
14. |
600 |
650 |
24. |
500 |
500 |
|
5. |
700 |
450 |
15. |
650 |
600 |
25. |
550 |
550 |
|
6. |
750 |
500 |
16. |
700 |
550 |
26. |
600 |
600 |
|
7. |
800 |
550 |
17. |
750 |
500 |
27. |
700 |
750 |
|
8. |
850 |
600 |
18. |
800 |
450 |
28. |
800 |
500 |
|
9. |
900 |
650 |
19. |
850 |
400 |
29. |
900 |
400 |
|
10. |
950 |
700 |
20. |
900 |
350 |
30. |
1000 |
600 |
Задача 2.4.
Для стабілізації напруги на навантаженні використовують напівпровідниковий стабілітрон з напругою стабілізації Uст, В. Визначити допущенні межі зміни напруги живлення, якщо максимальний струм стабілітрона Iст.мах, мА, мінімальний струм стабілітрона Iст.мin, мА, опір навантаження Rн, кОм, опір обмежувального резистора Rобм, кОм. Привести схему стабілізації. За довідником визначити тип стабілітрона.
Таблиця 6.6. Варіанти задачі 2.4
|
№ вар.
|
Uст , В |
Iст.міn, мА |
Iст.мах, мА |
Rн, кОм |
Rобм, кОм |
№ вар. |
Uст , В |
Iст.мах , мА |
Iст.мin , мА |
Rн, кОм |
Rобм, кОм |
|
1. |
10 |
3 |
20 |
1 |
0,5 |
16. |
96 |
3 |
7 |
1 |
0,5 |
|
2. |
15 |
0,5 |
8,3 |
1 |
0,5 |
17. |
100 |
5 |
50 |
1 |
0,5 |
|
3. |
20 |
3 |
22 |
1 |
0,5 |
18. |
100 |
1 |
8,1 |
1 |
0,5 |
|
4. |
22 |
10 |
230 |
1 |
0,5 |
19. |
120 |
5 |
42 |
1 |
0,5 |
|
5. |
22 |
1 |
37 |
1 |
0,5 |
20. |
130 |
5 |
38 |
1 |
0,5 |
|
6. |
27 |
10 |
180 |
1 |
0,5 |
21. |
150 |
2,5 |
33 |
1 |
0,5 |
|
7. |
33 |
10 |
150 |
1 |
0,5 |
22. |
180 |
2,5 |
28 |
1 |
0,5 |
|
8. |
39 |
10 |
130 |
1 |
0,5 |
23. |
10 |
25 |
800 |
1 |
0,5 |
|
9. |
51 |
1 |
14,6 |
1 |
0,5 |
24. |
18 |
25 |
450 |
1 |
0,5 |
|
10. |
91 |
0,5 |
2,7 |
1 |
0,5 |
25. |
10 |
1 |
79 |
1 |
0,5 |
|
11. |
56 |
5 |
90 |
1 |
0,5 |
26. |
12 |
3 |
24 |
1 |
0,5 |
|
12. |
68 |
5 |
75 |
1 |
0,5 |
27. |
15 |
1 |
53 |
1 |
0,5 |
|
13. |
68 |
3 |
10 |
1 |
0,5 |
28. |
18 |
1 |
45 |
1 |
0,5 |
|
14. |
82 |
5 |
60 |
1 |
0,5 |
29. |
47 |
10 |
110 |
1 |
0,5 |
|
15. |
91 |
1 |
8,8 |
1 |
0,5 |
30. |
47 |
3 |
10 |
1 |
0,5 |
Задача 2.5.
Стабілітрон підключений для стабілізації напруги до резистора Rн = 2 кОм. Знайти опір обмежувального резистора Rобм, якщо напруга джерела міняється в межах, знайдених у задачі 2.4. Визначити, чи буде забезпечена стабілізація у всьому діапазоні зміни Е. Значення Uст , Iст.min , Iст.max узяти з умови задачі 2.4.