Dispozitive și Circuite Electronice I

P1.

Un eşantion din siliciu este dopat uniform cu atomi de fosfor cu o concentraţie de 1012 / cm3.

Se dau concentraţia intrinsecă ni=2•1010 / cm3, mobilitatea , mobilitatea .

Să se calculeze concentraţiile de electroni şi de goluri n, p, conductibilitatea electrică , fracţiunea de curent de goluri din curentul total.

P2.

Să se prezinte semnificaţiile fizice ale tuturor mărimilor care apar în ecuaţiile de transport şi în ecuaţiile de continuitate caracteristice semiconductorilor.

P3.

Să se justifice dependenţa curentului de saturaţie al diodei de temperatură I0(T)

P4.

Care sunt abaterile caracteristicii curent-tensiune a unei diode semiconductoare reale faţă de caracteristica ideală a joncţiunii pn ?

P5.

O diodă de siliciu de arie A=10-3 cm2 este caracterizată prin concentraţia de acceptori Na=1015 / cm3, concentraţia de donori Nd=2•1017 cm3, concentraţia intrinsecă ni=1010 / cm3.

Să se calculeze înălţimea barierei de potenţial U0, lăţimea regiunii de sarcină spaţială l, câmpul electric maxim , curentul de saturaţie I0, căderea de tensiune pe diodă pentru un curent ID=10 mA, capacitatea de barieră a joncţiunii Cb la căderea de tensiune pe diodă UD=-10 V şi capacitatea de difuzie CD la curentul ID=10 mA.

Se cunoaşte că tensiunea termică, caracterizată de relaţia are valoarea UT=25 mV la temperatura ambiantă, constanta de difuzie a electronilor Dn=30 cm2/ s, iar cea a golurilor este Dp=20 cm2/ s. Se dau , iar .

P6.

Într-o joncţiune pn din siliciu să se determine concentraţia de impurităţi astfel încât contribuţia curentului de goluri la curentul de saturaţie să fie de 10 ori mai mare decât contribuţia curentului de electroni. Înălţimea barierei de potenţial la temperatura camerei este U0=0,9 V, concentraţia intrinsecă ni=1010 / cm3, (tensiunile de difuzie sunt egale), iar relaţia între constantele de difuzie este .

P7.

Se dă circuitul din figura 1 în care , E=5V, iar , cu I0=10 nA.

Să se calculeze punctul static de funcţionare (UD, ID) şi să se determine cu cât se modifică tensiunea la bornele diodei UD dacă E creşte cu 0,1 V.

Figura 1

P8.

Se consideră circuitul de atenuare variabilă din figura 2. Capacităţile C1 şi C2 sunt de valori foarte mari astfel încât ele se comportă ca un scurt circuit la frecvenţa de lucru.

a) Să se deseneze circuitul pentru semnale variabile mici.

b) Să se calculeze şi să se traseze raportul în funcţie de I în domeniul 0,1 mA < I < 10 mA ştiind că avem şi .

c) Să se estimeze valoarea maximă a lui vi pentru care circuitul este liniar pentru toate valorile lui I din domeniul precizat.

Figura 2

P9.

Să se explice, pe baza analizei fenomenelor fizice interne din tranzistori, de ce :

a) caracteristica de intrare este practic independentă de tensiunea colector emitor;

b) curentul de colector este practic proporţional cu curentul de bază;

c) curentul de colector este practic independent de tensiunea colector emitor;

P10.

Să se explice de ce caracteristicile statice de ieşire ale tranzistorului bipolar în conexiunea emitor comun încep din dreapta originii foarte aproape de aceasta, iar cele în conexiunea bază comună încep la stânga originii.

P11.

Să se explice diferenţele dintre  şi , respectiv  şi ca parametri de funcţionare ai tranzistorului bipolar.

P12.

Pentru circuitele din figurile 3.a si 3.b, să se determine valorile lui EB pentru care tranzistorul este la limitele regiunii active normale (la marginea regiunii de saturaţie şi la marginea regiunii de blocare).

Figura 3.a Figura 3.b

P13.

Să se calculeze parametrii H echivalenţi pentru circuitele din figurile 4.a si 4.b. Tranzistoarele sunt caracterizate prin parametri h în conexiune emitor comun , , , .

Se cunosc , , , , .