то есть дырочная составляющая на 2 порядка больше.
3. Определим напряжение для получения заданной плотности тока, воспользовавшись уравнением
, В.
22. Ток, текущий видеальном р-n переходе при большом обратном напряжении и 300К, равен 2*10-7 А. Определить ток при прямом напряжении 0,1В.
Решение:
Воспользуемся зависимостью
так как при большом обратном напряжении протекает обратный ток насыщения.
При прямом напряжении 0,1В ток
.
23. Диод имеет обратный ток насыщения I0 = 10мкА. Напряжение, приложенное к диоду, равно 0,5 В. Найти отношение прямого тока к обратному при 300К.
Решение:
Зависимость тока от напряжения
,где
I0 – обратный ток насыщения,
jТ – температурный потенциал, для 300К он равен 0,025В.
Тогда
24. Германиевый полупроводниковый диод, имеющий обратный ток насыщения I0 = 25мкА, работает при прямом смещении 0,1В и 300К. Определить сопротивление диода постоянному и переменному току (дифференциальное).
Решение:
Прямой ток диода
где jТ – температурный потенциал, для 300К он равен 0,025В.
Сопротивление диода постоянному току
Дифференциальное сопротивление получим дифференцированием исходного выражения.
или
С учётом того, что I >> I0 можно считать, что
тогда
в нашем случае это будет
Ом, то есть упрощенной формулой можно пользоваться для оценки дифференциального сопротивления прямосмещённого p-n перехода. На практике она чаще используется в следующем виде (для 300 К):
где I берётся в мА, а результат получается в Омах.
Тогда Ом
Из анализа решений можно сделать также очень важный вывод:
сопротивление прямосмещённого p-n перехода переменному току значительно меньше, чем постоянному. Это явление очень часто используется на практике.
25. Для идеального p-n перехода определить
1). при каком напряжении обратный ток будет достигать 90% значения обратного тока насыщения при 300 К?
2). отношение тока при прямом напряжении 0,05 В к току при том же значении обратного напряжения.
Решение:
1). При 300 К температурный потенциал В.
Из условия задачи обратный ток составит 0,9I0.
или
В (60 мВ) (~ 2jТ)
2). отношение прямого тока к обратному при напряжениях 0,05 и -0,05 В:
, то есть примерно в 7 раз прямой ток больше обратного.
26. Видеальном p-n переходе обратный ток насыщения I0 = 10-14 А при 300 К и I0 = 10-9 А при 398 К (1250 С). Определить напряжения на p-n переходе в обоих случаях, если прямой ток равен 1 мА.
Решение:
Из уравнения вольт-амперной характеристики перехода
можно записать
, или
, логарифмируя последнее выражение, получим
Для 300 К jТ = kT = 0,86*10-4*300 = 0,0258 В, а напряжение
Для 398 К jТ = kT = 0,86*10-4*398 = 0,0342 В и
Такая температурная зависимость характерна для Si диодов.
27. Определить во сколько раз увеличивается обратный ток насыщения сплавного p-n перехода, если
1). для Ge диода температура увеличивается от 200 С до 800 С
2). для Si диода температура увеличивается от 200 С до 1500 С.
Решение:
Зависимость обратного тока от температуры имеет вид:
где k1 – постоянная;
Езо = еUзо – ширина запрещённой зоны при 0 К;
- температурный потенциал;
Для Ge: h = 1; m = 2; Uзо = 0,785 В
Si: h = 2; m = 1,5; Uзо = 1,21 В.
Следовательно, для Ge обратный ток насыщения
При 800 С, или 353 К, имеем:
В
тогда
При 200 С, или 293 К, имеем:
В
и ток
отношение токов для Ge
то есть при повышении температуры с 200 С до 800 С ток в Ge диоде увеличивается почти в 300 раз.
Для Si диода:
При 1500 С, или 433 К, имеем:
В
и ток
При 200 С или 293 К jТ = 0,0253 В и ток
отношение токов
то есть для Si диода при повышении температуры с 200 С до 800 С обратный ток насыщения увеличится почти в 3000 раз.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.