Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
РГР Диоды и их применение.doc
Скачиваний:
25
Добавлен:
13.08.2019
Размер:
748.54 Кб
Скачать

Задача 1.

Вычислить напряжение на переходе при прямом включении при заданной температуре и заданном прямом токе. Выяснить влияние температуры на прямое напряжение, увеличив температуру на указанное число градусов. Необходимые данные взять из таблицы 1.

Обозначение: m – поправочный коэффициент при вычислении температурного потенциала φT = kT/e (2). Для германия m =1, для диода Шоттки – 1,6, для структур на основе индия – 1,7, для кремния – 2, арсенида галлия – 2,3. S – площадь p-n-перехода; Ge, Шот, In, Si, GaAs – структуры на основе германия, диоды Шоттки, структуры на основе индия, кремния и арсенида галлия. Остальные обозначения даны в пояснениях к работе.

Для решения задачи рекомендуется предварительно определить ток насыщения Io, и затем вычислить напряжение.

Таблица 1.

вар.

S, 10–4 см2

ni, 1012 см–3

Dn, см2

∆, 10–3 см

Nд, 1013 см–3

Na, 1019 см–3

Материал

T, oK

Iпр, mA

R, кОм

E, B

1

1

10

10

10

1

10

Ge

290+50

1

1

100

2

1,1

9,9

9,9

9,9

1,1

9,9

Шот

280+60

10

10

99

3

1,2

9,8

9,8

9,8

1,2

9,8

In

290+60

19

19

98

4

1,3

9,7

9,7

9,7

1,3

9,7

Si

280+80

28

28

97

5

1,4

9,6

9,6

9,6

1,4

9,6

GaAs

290+70

37

37

96

6

1,5

9,5

9,5

9,5

1,5

9,5

Ge

300+50

46

46

95

7

1,6

9,4

9,4

9,4

1,6

9,4

Шот

300+60

55

55

94

8

1,7

9,3

9,3

9,3

1,7

9,3

In

300+70

64

64

93

9

1,8

9,2

9,2

9,2

1,8

9,2

Si

300+80

73

73

92

10

1,9

9,1

9,1

9,1

1,9

9,1

GaAs

300+90

82

82

91

11

2

9

9

9

2

9

Ge

280+60

91

91

90

12

2,1

8,9

8,9

8,9

2,1

8,9

Шот

310+70

100

100

89

13

2,2

8,8

8,8

8,8

2,2

8,8

In

310+80

109

109

88

14

2,3

8,7

8,7

8,7

2,3

8,7

Si

320+90

118

118

87

15

2,4

8,6

8,6

8,6

2,4

8,6

GaAs

320+90

127

127

86

16

2,5

8,5

8,5

8,5

2,5

8,5

Ge

290+60

136

136

85

17

2,6

8,4

8,4

8,4

2,6

8,4

Шот

320+80

145

145

84

18

2,7

8,3

8,3

8,3

2,7

8,3

In

300+80

154

154

83

19

2,8

8,2

8,2

8,2

2,8

8,2

Si

310+90

163

163

82

20

2,9

8,1

8,1

8,1

2,9

8,1

GaAs

280+80

172

172

81

21

3

8

8

8

3

8

Ge

290+50

181

181

80

22

3,1

7,9

7,9

7,9

3,1

7,9

Шот

280+60

190

190

79

23

3,2

7,8

7,8

7,8

3,2

7,8

In

290+60

199

199

78

24

3,3

7,7

7,7

7,7

3,3

7,7

Si

280+80

208

208

77

25

3,4

7,6

7,6

7,6

3,4

7,6

GaAs

290+70

217

217

76

26

3,5

7,5

7,5

7,5

3,5

7,5

Ge

300+50

226

226

75

27

3,6

7,4

7,4

7,4

3,6

7,4

Шот

300+60

235

235

74

28

3,7

7,3

7,3

7,3

3,7

7,3

In

300+70

244

244

73

29

3,8

7,2

7,2

7,2

3,8

7,2

Si

300+80

253

253

72

30

3,9

7,1

7,1

7,1

3,9

7,1

GaAs

300+90

262

262

71

31

4

7

7

7

4

7

Ge

280+60

271

271

70

32

4,1

6,9

6,9

6,9

4,1

6,9

Шот

310+70

280

280

69

33

4,2

6,8

6,8

6,8

4,2

6,8

In

310+80

289

289

68

34

4,3

6,7

6,7

6,7

4,3

6,7

Si

320+90

298

298

67

35

4,4

6,6

6,6

6,6

4,4

6,6

GaAs

320+90

307

307

66

36

4,5

6,5

6,5

6,5

4,5

6,5

Ge

290+60

316

316

65

37

4,6

6,4

6,4

6,4

4,6

6,4

Шот

320+80

325

325

64

38

4,7

6,3

6,3

6,3

4,7

6,3

In

300+80

334

334

63

39

4,8

6,2

6,2

6,2

4,8

6,2

Si

310+90

343

343

62

40

4,9

6,1

6,1

6,1

4,9

6,1

GaAs

280+80

352

352

61

41

5

6

6

6

5

6

Ge

290+50

361

361

60

42

5,1

5,9

5,9

5,9

5,1

5,9

Шот

280+60

370

370

59

43

5,2

5,8

5,8

5,8

5,2

5,8

In

290+60

379

379

58

44

5,3

5,7

5,7

5,7

5,3

5,7

Si

280+80

388

388

57

45

5,4

5,6

5,6

5,6

5,4

5,6

GaAs

290+70

397

397

56

46

5,5

5,5

5,5

5,5

5,5

5,5

Ge

300+50

406

406

55

47

5,6

5,4

5,4

5,4

5,6

5,4

Шот

300+60

415

415

54

48

5,7

5,3

5,3

5,3

5,7

5,3

In

300+70

424

424

53

49

5,8

5,2

5,2

5,2

5,8

5,2

Si

300+80

433

433

52

50

5,9

5,1

5,1

5,1

5,9

5,1

GaAs

300+90

442

442

51

51

6

5

5

5

6

5

Ge

280+60

451

451

50

52

6,1

4,9

4,9

4,9

6,1

4,9

Шот

310+70

460

460

49

53

6,2

4,8

4,8

4,8

6,2

4,8

In

310+80

469

469

48

54

6,3

4,7

4,7

4,7

6,3

4,7

Si

320+90

478

478

47

55

6,4

4,6

4,6

4,6

6,4

4,6

GaAs

320+90

487

487

46

56

6,5

4,5

4,5

4,5

6,5

4,5

Ge

290+60

496

496

45

57

6,6

4,4

4,4

4,4

6,6

4,4

Шот

320+80

505

505

44

58

6,7

4,3

4,3

4,3

6,7

4,3

In

300+80

514

514

43

59

6,8

4,2

4,2

4,2

6,8

4,2

Si

310+90

523

523

42

60

6,9

4,1

4,1

4,1

6,9

4,1

GaAs

280+80

532

532

41

61

7

4

4

4

7

4

Ge

290+50

541

541

40

62

7,1

3,9

3,9

3,9

7,1

3,9

Шот

280+60

550

550

39

63

7,2

3,8

3,8

3,8

7,2

3,8

In

290+60

559

559

38

64

7,3

3,7

3,7

3,7

7,3

3,7

Si

280+80

568

568

37

65

7,4

3,6

3,6

3,6

7,4

3,6

GaAs

290+70

577

577

36

66

7,5

3,5

3,5

3,5

7,5

3,5

Ge

300+50

586

586

35

67

7,6

3,4

3,4

3,4

7,6

3,4

Шот

300+60

595

595

34

68

7,7

3,3

3,3

3,3

7,7

3,3

In

300+70

604

604

33

69

7,8

3,2

3,2

3,2

7,8

3,2

Si

300+80

613

613

32

70

7,9

3,1

3,1

3,1

7,9

3,1

GaAs

300+90

622

622

31

71

8

3

3

3

8

3

Ge

280+60

631

631

30

72

8,1

2,9

2,9

2,9

8,1

2,9

Шот

310+70

640

640

29

73

8,2

2,8

2,8

2,8

8,2

2,8

In

310+80

649

649

28

74

8,3

2,7

2,7

2,7

8,3

2,7

Si

320+90

658

658

27

75

8,4

2,6

2,6

2,6

8,4

2,6

GaAs

320+90

667

667

26

76

8,5

2,5

2,5

2,5

8,5

2,5

Ge

290+60

676

676

25

77

8,6

2,4

2,4

2,4

8,6

2,4

Шот

320+80

685

685

24

78

8,7

2,3

2,3

2,3

8,7

2,3

In

300+80

694

694

23

79

8,8

2,2

2,2

2,2

8,8

2,2

Si

310+90

703

703

22

80

8,9

2,1

2,1

2,1

8,9

2,1

GaAs

280+80

712

712

21

81

9

2

2

2

9

2

Ge

290+50

721

721

20

82

9,1

1,9

1,9

1,9

9,1

1,9

Шот

280+60

730

730

19

83

9,2

1,8

1,8

1,8

9,2

1,8

In

290+60

739

739

18

84

9,3

1,7

1,7

1,7

9,3

1,7

Si

280+80

748

748

17

85

9,4

1,6

1,6

1,6

9,4

1,6

GaAs

290+70

757

757

16

86

9,5

1,5

1,5

1,5

9,5

1,5

Ge

300+50

766

766

15

87

9,6

1,4

1,4

1,4

9,6

1,4

Шот

300+60

775

775

14

88

9,7

1,3

1,3

1,3

9,7

1,3

In

300+70

784

784

13

89

9,8

1,2

1,2

1,2

9,8

1,2

Si

300+80

793

793

12

90

9,9

1,1

1,1

1,1

9,9

1,1

GaAs

300+90

802

802

11

91

10

1

1

1

10

1

Ge

280+60

811

811

10

Задача 2.

Определить сопротивление диода постоянному току R0, дифференциальное сопротивление rдиф при прямом включении. Ток Iпр и температура заданы в таблице 1. Rобр вычислить для напряжения Е табл.1 и тока Io, полученного в задаче 1.

Задача 3.

Определить ток идеализированного диода в цепи, представленной на рис. 6.а. Вычислить напряжение, соответствующее этому току, определить дифференциальное сопротивление rдиф = ∆U/∆I в точке полученного тока и напряжения.

Диод включен в прямом направлении. Величину сопротивления R, напряжение Е и температуру Т, К взять из таблицы 1.

Для решения задачи построить вольт-амперную характеристику (ВАХ) диода рис. 6.б. Расчет можно начинать для Ge с 0,1 В, для диода Шоттки с 0,2 В, для In с 0,3 В, для Si с 0,4 В, для AsGa c 0,5 B. Начало координат сдвинуть на указанное значение вольт. Ось напряжения "растянуть" так, чтобы вся ВАХ укладывалась в 0,2 В.

Напряжение задавать через 0,02 В, пока ток не достигнет 1 мA, после этого напряжение задавать через 0,01 В, пока ток не достигнет значения, указанного в таблице 1 для выбранного варианта. Для удобства построения и последующих расчетов данные следует свести в таблицу.

Перенести ВАХ в координаты Iпр = f(Uпр), как показано на рис. 6.в и провести нагрузочную прямую. Определить ток и напряжение.

Полученный ток отметить на ВАХ диода рис. 6.б. Задать изменение напряжения на 0,02 В, при этом ∆U = 0,02 B. По графику или по таблице определить соответствующее изменение тока, которое даст ∆I. Определить rдиф.