Министерство образования республики Беларусь

Учреждение образования

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»

Институт информационных технологий

Специальность Информационные системы и технологии

Контрольная работа

По курсу___Электронные приборы ___________

Вариант № 14

Студент-заочник _III_ курса

Группы № 983321_________

ФИО Костюкович Андрей___

________Васильевич__________

Адрес_г.Борисов, ул. Н-Нёман

_________д.170 кв.134__________

Тел. 8-044-738-29-01_______

Минск, 2011

Содержание

1. Емкости р-n-перехода..................................................................................3

2. Принцип работы транзисторного усилителя……………………….……6

3. Задача 2……………………………………………………………………10

4. Задача 4……………………………………………………………............12

1. Емкости р-n-перехода

p-n-Перехо́д (n — negative — отрицательный, электронный, p — positive — положительный, дырочный), или электронно-дырочный переход — область пространства на стыке двух полупроводников p- и n-типа, в которой происходит переход от одного типа проводимости к другому. p-n-Переход является основой для полупроводниковых диодов, триодов и других электронных элементов с нелинейной вольт-амперной характеристикой.

Изменение внешнего напряжения на p-n-переходе приводит к изменению ширины обедненного слоя, и соответственно, накопленного в нем электрического заряда (это также обусловлено изменением концентрации инжектированных носителей заряда вблизи перехода). Исходя их этого, p-n-переход ведет себя подобно конденсатору, емкость которого определяется как отношение изменения накопленного в p-n-переходе заряда к обусловившему это изменение приложенного внешнего напряжения.

Различают барьерную (или зарядную) и диффузионную емкость р-n-перехода.

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.

Барьерная емкость возрастает при увеличении площади p-n-перехода и диэлектрической проницаемости полупроводника и уменьшении толщины запирающего слоя. В зависимости от площади перехода может быть от единиц до сотен пикофарад. Особенностью барьерной емкости является то, что она является нелинейной емкостью. При возрастании обратного напряжения толщина перехода увеличивается и емкость уменьшается. Характер зависимости показывает график на рис. 1. Как видно, под влиянием емкость изменяется в несколько раз.

Рис. 1. Зависимость барьерной емкости от обратного напряжения

Диффузионная емкость характеризует накопление подвижных носителей заряда в n- и p-областях при прямом напряжении на переходе. Она практически существует только при прямом напряжении, когда носители заряда диффундируют (инжектируют) в большом количестве через пониженный потенциальный барьер и, не успев рекомбинировать, накапливаются в n- и p-областях. Каждому значению прямого напряжения соответствуют определенные значения двух разноименных зарядов и накопленных в n- и p-областях за счет диффузии носителей через переход. Емкость представляет собой отношение зарядов к разности потенциалов:

С увеличением прямой ток растет быстрее, чем напряжение, т. к. вольт-амперная характеристика для прямого тока имеет нелинейный вид, поэтому растет быстрее, чем и увеличивается.

Диффузионная емкость значительно больше барьерной, но использовать ее не удается, т. к. она шунтируется малым прямым сопротивлением p-n-перехода. Численные оценки величины диффузионной емкости показывают, что ее значение составляет несколько единиц микрофарад.

Таким образом, р-n-переход можно использовать в качестве конденсатора переменной емкости, управляемого величиной и знаком приложенного напряжения.