Elektronika kolokwium 1

LEGENDA: czerwony-nie umiem odpowiedzieć na to pytanie, rysunek- do pytania dołączony jest rysunek na kartce z pytaniami, kartka- odpowiedź jest na kartce, którą zeskanuję jutro w akademiku i doślę

1. Wyjaśnić pojęcia półprzewodnik samoistny i niesamoistny

Półprzewodnik samoistny jest to półprzewodnik, którego materiał jest idealnie czysty, bez żadnych zanieczyszczeń struktury krystalicznej. Koncentracja wolnych elektronów w półprzewodniku samoistnym jest równa koncentracji dziur.

Półprzewodnik niesamoistny półprzewodnik, do którego struktury w procesie produkcji wprowadzono celowo atomy innego pierwiastka.

1a. Jakie przyczyny sprzyjają tworzeniu się pary elektron-dziura

para dziura-elektron występuje wtedy, gdy na elektron w krysztale z zapełnionym pasmem walencyjnym pada promieniowanie γ, w wyniku którego zostaje on wybity z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa. Elektron ten oddziałuje z dziurą powstałą po jego wybiciu, stąd powstaje para elektron-dziura.

2. Jakie domieszki w krzemie powodują nadmiar dziur, a jakie nadmiar elektronów?

Nadmiar elektronów (n): pierwiastki 5 grupy: P, As, Sb

Nadmiar dziur (p): pierwiastki 3 grupy: Al. Ga, In

2a. Wyjaśnij pojęcia: półprzewodnik, przewodnik, izolator.

	ρ [Ω*m]
przewodnik	<10^-6
półprzewodnik	10^-6-10^8
izolator	>10^8

3. Jaką polaryzację ma źródło dla kierunku przewodzenia złącza p-n kartka

3a. Określić wpływ ilości domieszek (podać wzór) na wartość napięcia dyfuzyjnego w złączu p-n

Ud=k*Tqlnnnppni2

Ud -napięcie dyfuzyjne, k-stała Bolzmana, pp- koncentracja dziur w obszarze np nn -koncentracja elektronów w obszarze n, ni2-koncentracja par dziura-elektron w danej temperaturze

4.Wyjaśnić pojęcia: warstwa zaporowa i napięcie dyfuzyjne na złączu p-n

Warstwa zaporowa - wskutek dyfuzyjnego przepływu elektronów/dziur w obszarze granicznym warstwy N/P pozostają nieskompensowane ładunki dodatnie nieruchomych centrów donorowych/akceptorowych. W obszarze graniczynm warstw P, N powstaje zatem warstwa dipolowa ładunku, wytwarzająca pole elektryczne przeciwdziałające dyfuzji nośników większościowych. Tę warstwę dipolową nazywa sie warstwą zaporową lub warstwą ładunku przestrzennego.

4a. Określić przybliżoną wartość napięcia dyfuzyjnego w złączu p-n w krzemie i germanie

Si: 0,7V, Ge: 0,3V

5. Porównać szerokość pasma zabronionego w diodzie LED o budowie zielonej i czerwonej

Δw_ziel < Δw_czerw

5a. Określić rezystancje dynamiczne diody tunelowej rysunek +kartka

6. Dioda jako zmienna pojemność- rysunek, charakterystyka, zastosowanie kartka

6a. Dioda Zenera- charakterystyka, zastosowania (źródło odniesienia) kartka

7. Określić wartość składowej stałej i zmiennej diody metodą graficzną rysunek +kartka

7a. Określić przebieg prądu w obwodzie dla diody wg modelu rysunek

8. Określić pojęcia: rezystancja statyczna i dynamiczna diody i wzajemne relacje

rezystancja statyczna: Rs=U0I0

rezystancja dynamiczna: Rd=dUdI

Jest zmienna, zależy od wartości prądu i napięcia stałego określającego punkt pracy elementu. Dla liniowych okresów pracy jest równa rezystancji statycznej.

8a. Obliczyć wartość prądu diody jeśli wiadomo, że dla U₀₁=0,7V I₀₁=10mA (rysunek)

8b. Co to jest termistor, charakterystyka, zastosowanie.

Termistor to opornik półprzewodnikowy, którego rezystancja (opór) zależy od temperatury.

Termistory wykorzystywane są szeroko w elektronice jako:

• czujniki temperatury (KTY), w układach kompensujących zmiany parametrów obwodów przy zmianie temperatury, w układach zapobiegających nadmiernemu wzrostowi prądu, do pomiarów temperatury,

• elementy kompensujące zmianę oporności innych elementów elektronicznych np. we wzmacniaczach i generatorach bardzo niskich częstotliwości.

• ograniczniki natężenia prądu (bezpieczniki elektroniczne) - termistory typu CTR, np. w układach akumulatorów telefonów, zapobiegając uszkodzeniu akumulatorów w wyniku zwarcia lub zbyt szybkiego ładowania.

• czujniki tlenu.

9. Określić rezystancję statyczną i dynamiczną dla zadanego prądu diody, np. I=1mA, I_s=0,1 μA lub I_s=1Ma Kartka

9a. Narysować schemat prostownika dwupołówkowego i harmonicznego (widmo) Kartka, ocb widmo?