EES Tutorijal1
3
Univerzitet u Sarajevu Elektrotehniˇ cki fakultet Predmet: Elektroniˇ cki elementi i sklopovi Studijska: 2014/2015. godina Zadaci za tutorijal 1 Zadatak 1 Odrediti koncentracije slobodnih nosilaca naboja u poluprovodniku kojem su dodate primjese. Odrediti tip poluprovodnika i koncentracije ve´ cinskih i manjinskih nosilaca naboja Si, ako je dato: a) T = 300K ; N A = 10 16 at cm 3 ; N D N A b) T = 300K ; N D = 10 14 at cm 3 ; N A = 10 3 at cm 3 c) T = 227 ◦ C ; N A = 10 14 at cm 3 ; N D N A pri ˇ cemu je: B =1.08 · 10 31 K -3 cm -6 ,k =8.62 · 10 5 eV K , ΔE =1.12eV . Zadatak 2 Silicijum p-tipa je dopiran sa 10 15 atoma Bora po cm 3 . Pod djelovanjem elektriˇ cnog polja jaˇ cine 10 V cm , kroz silicijum teˇ ce struja od 710 mA cm 2 na temperaturi od T = 300K . Odrediti: a) elektriˇ cnu provodnost silicijuma b) driftnu brzinu i pokretljivost ve´ cinskih nosilaca - ˇ supljina c) driftnu brzinu i gustinu driftne struje manjinskih nosilaca - elektrona, ako je pokretljivost elektrona tri puta ve´ ca od pokretljivosti ˇ supljina Zadatak 3 Silicijumski pn-spoj ima skokovit prelaz iz p-tipa ka n-tipu. Koncentracija donorskih atoma u n-tipu je N D =5 · 10 16 cm -3 , a koncentracija akceptorskih atoma u p-tipu je N A = 10 15 cm -3 . Uzeti da je r za silicijum 11.7. ( 0 =8.85 · 10 -14 F cm -1 ). Izraˇ cunati: a) kontaktni potencijal pn-spoja na temperaturama 300K, 350K, 400K b) ukupnu ˇ sirinu barijere i ˇ sirine barijera u p-tipu i n-tipu, te maksimalnu jaˇ cinu polja u barijeri za sluˇ cajeve: nulte polarizacije, te uz vanjske napone U =0.6V i U = -5V pri temperaturi T = 300K . c) kapacitet diode po jedinici povrˇ sine pri nultoj polarizaciji i inverznoj polarizaciji, ako inverzni napon iznosi 5V i ako je povrˇ sina popreˇ cnog presjeka diode 0.01cm 2 . 1
-
Upload
tarik-alic -
Category
Documents
-
view
2 -
download
0
description
sklopovi
Transcript of EES Tutorijal1
Univerzitet u SarajevuElektrotehnicki fakultetPredmet: Elektronicki elementi i sklopoviStudijska: 2014/2015. godina
Zadaci za tutorijal 1
Zadatak 1
Odrediti koncentracije slobodnih nosilaca naboja u poluprovodniku kojem su dodate primjese. Odredititip poluprovodnika i koncentracije vecinskih i manjinskih nosilaca naboja Si, ako je dato:
a) T = 300K;NA = 1016 atcm3 ;ND NA
b) T = 300K;ND = 1014 atcm3 ;NA = 103 at
cm3
c) T = 227C;NA = 1014 atcm3 ;ND NA
pri cemu je: B = 1.08 · 1031K−3cm−6, k = 8.62 · 105 eVK,∆E = 1.12eV .
Zadatak 2
Silicijum p-tipa je dopiran sa 1015 atoma Bora po cm3. Pod djelovanjem elektricnog polja jacine 10 Vcm
,kroz silicijum tece struja od 710 mA
cm2 na temperaturi od T = 300K. Odrediti:
a) elektricnu provodnost silicijuma
b) driftnu brzinu i pokretljivost vecinskih nosilaca - supljina
c) driftnu brzinu i gustinu driftne struje manjinskih nosilaca - elektrona, ako je pokretljivost elektronatri puta veca od pokretljivosti supljina
Zadatak 3
Silicijumski pn-spoj ima skokovit prelaz iz p-tipa ka n-tipu. Koncentracija donorskih atoma u n-tipu jeND = 5 · 1016cm−3, a koncentracija akceptorskih atoma u p-tipu je NA = 1015cm−3. Uzeti da je εr zasilicijum 11.7. (ε0 = 8.85 · 10−14Fcm−1). Izracunati:
a) kontaktni potencijal pn-spoja na temperaturama 300K, 350K, 400K
b) ukupnu sirinu barijere i sirine barijera u p-tipu i n-tipu, te maksimalnu jacinu polja u barijeriza slucajeve: nulte polarizacije, te uz vanjske napone U = 0.6V i U = −5V pri temperaturiT = 300K.
c) kapacitet diode po jedinici povrsine pri nultoj polarizaciji i inverznoj polarizaciji, ako inverzninapon iznosi 5V i ako je povrsina poprecnog presjeka diode 0.01cm2.
1
Zadatak 4
Odrediti radnu tacku diode ako su poznati slijedeci podaci R = 1kΩ, E = 10V . Koristiti
a) model idealne diode
b) CVD model diode (0.6V )
Zadatak 5
Odrediti radnu tacku diode ako su poznati slijedeci podaci R = 1kΩ, E = 10V . Koristiti
a) model idealne diode
b) CVD model diode (0.6V )
Zadatak 6
Data je I-U karakteristika diode. Odrediti radnu tacku diode ako su poznati slijedeci podaci:
a) R = 10kΩ, E = 10V
b) R = 10kΩ, E = 4V
2
Zadaci za samostalan rad
Zadatak 1
Odrediti koncentraciju slobodnih nosilaca naboja u poluprovodniku kojem su dodane primjese. Odredititip poluprovodnika i koncentraciju vecinskih i manjinskih nosilaca naboja u Si ako je zadano:
a) T = 300K;ND = 1016 atcm3 ;NA ND
b) T = 27C;NA = ND = 1016 atcm3
c) T = 0C;NA = 1014 atcm3 ;ND NA
d) T = 300C;ND = 1015 atcm3 ;NA ND
Zadatak 2
Na komadic silicijuma (p-tipa) oblika kvadra, dopiranog saNA = 1016cm−3, prikljucen je napon U = 5V .Duzina kvadra je L = 50µm, a povrsina poprecnog presjeka S = 10(µm)2. Na temperaturi okolineT = 300K, pokretljivosti supljina i elektrona iznose 470cm2V −1s−1 i 1410cm2V −1s−1 respektivno.Izracunati:
a) struju koja tece kroz otpornik
b) elektricnu provodnost i otpornost silicijumske plocice
c) koncentraciju donora ND kojom bi morao biti dopiran komadic silicijuma n-tipa istih geometrijskihdimenzija da bi kroz njega u istom strujnom krugu proticala jednaka struja.
Zadatak 3Odrediti radnu tacku diode ako su poznati slijedeci podaci R = 10kΩ, R1 = R2 = R
2 , E = 10V . Koristiti
a) model idealne diode
b) CVD model diode (0.6V )
3
