Определение параметров моделей полупроводниковых диодов
Расчет и построение графика сопротивления базы диода от тока через диод. Поиск модели, наиболее хорошо приближающейся к реальной ВАХ диода. График зависимостей статического и дифференциального сопротивлений от тока, а также проводимости ветви диода.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.09.2012 |
| Размер файла | 327,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Задание 1
сопротивление диод ток
Статическая вольтамперная характеристика (ВАХ) диода определяет зависимость тока, протекающего через диод, от приложенного к нему напряжения. ВАХ идеального p-n-перехода определяется соотношением , где IS1=0,1 мкА - обратный ток насыщения согласно справочным параметрам, IS2=0,01 мкА - обратный ток насыщения согласно справочным ВАХ диода - температурный потенциал при комнатной температуре, U - напряжение, m=1.
Результаты отображены на рисунке 1.2 (прямая ветвь):
Прямая ветвь
Задание 2
С помощью ПК строим несколько графиков для m=1- 5 и на них даем график ВАХ заданного диода (Рисунок 1.3 (прямая ветвь)). Записываем значение коэффициента m и формулу для экспоненциальной модели диода в виде . Необходимо подобрать такое значение m, чтобы экспоненциальная модель наиболее точно описывала ВАХ исследуемого диода. Для этого построим на одной координатной сетке несколько графиков при m меняющемся от 1 до 5. Модель при m=1 описывает ВАХ идеального p-n перехода. На ту же координатную сетку нанесем график исследуемого диода.
Прямая ветвь и обратная ветвь
Построив график при значении m=1,1 приходим к выводу, что наиболее близкий к реальному будет график с m=1,1.
Задание 3
Наличие в полупроводниковом кристалле высокоомной области базы, которая характеризуется сопротивлением rБ, приводит к тому, что прямая ветвь диода идет ниже, чем у идеального p-n - перехода. Рассчитаем зависимости сопротивления базы диода rБ от тока на диоде. Для этого сравним ВАХ идеального p-n-перехода и заданного диода; разница напряжений между ними при одном токе и есть падение напряжения на базе. Соответственно если разделить эту разность напряжений на ток, то мы и получим rБ. . Затем построим график сопротивления базы диода rБ от прямого тока на диоде.
|
I, А |
?U, В |
rБ, Ом |
|
|
0 |
0 |
- |
|
|
0.005 |
0.13 |
26 |
|
|
0.01 |
0.2 |
20 |
|
|
0.015 |
0.24 |
16 |
|
|
0.02 |
0.27 |
13.5 |
|
|
0.025 |
0.31 |
12.4 |
|
|
0.03 |
0.349 |
11.63333 |
|
|
0.04 |
0.43 |
10.75 |
|
|
0.045 |
0.47 |
10.44444 |
|
|
0.05 |
0.51 |
10.2 |
|
|
0.055 |
0.55 |
10 |
|
|
0.06 |
0.59 |
9.833333 |
|
|
0.065 |
0.63 |
9.692308 |
|
|
0.07 |
0.67 |
9.571429 |
|
|
0.085 |
0.78 |
9.176471 |
|
|
0.1 |
0.9 |
9 |
Зависимость сопротивления базы от тока через диод
Построим уточненный график ВАХ диода (Рисунок 1.5) с учетом сопротивления базы. Формула ВАХ с учетом сопротивления базы имеет вид (*). Логарифмируя формулу (*) получаем выражение для построения графика ВАХ: , где IS=0,1 мкА - обратный ток насыщения, - температурный потенциал при комнатной температуре, m=1,1 (в соответствии с заданием 2).
|
I, А |
Uуточн, В |
|
|
0 |
0 |
|
|
0,01 |
0,255129 |
|
|
0,015 |
0,294993 |
|
|
0,02 |
0,327801 |
|
|
0,025 |
0,363222 |
|
|
0,03 |
0,397664 |
|
|
0,04 |
0,465472 |
|
|
0,045 |
0,487527 |
|
|
0,05 |
0,514893 |
|
|
0,06 |
0,550335 |
|
|
0,085 |
0,671628 |
|
|
0,1 |
0,717565 |
Уточненный график ВАХ диода
Этот график практически совпадает с графиком на рисунке 1.2, т.е. с характеристикой для реального диода. Учет сопротивления базы делает отклонение экспоненциальной модели от ВАХ исследуемого диода незначительным, что позволяет использовать эту модель для точных вычислений. Таким образом, мы можем сделать вывод, что эта модель является наиболее удачной.
Задание 4
Построение графиков зависимостей статических и дифференциальных сопротивлений от тока и напряжения, а также дифференциальной проводимости прямой ветви ВАХ диода от напряжения можно провести по формуле, так как она хорошо аппроксимирует реальную ВАХ диода. В таблице даны значения соответствующих величин для построения графиков статистического сопротивления. Заполнение строк таблице, а так же все необходимые расчеты и построения, проводились по формулам:
Статическое сопротивление определялось как
.
Динамическое сопротивление определялось по формуле
.
Дифференциальная проводимость определяется как .
1) Статическое сопротивление:
|
Uуточн, В |
I, А |
RСТ |
|
|
0,255129 |
0,01 |
25,5129 |
|
|
0,294993 |
0,015 |
19,6662 |
|
|
0,327801 |
0,02 |
16,39005 |
|
|
0,363222 |
0,025 |
14,52888 |
|
|
0,397664 |
0,03 |
13,25547 |
|
|
0,465472 |
0,04 |
11,6368 |
|
|
0,487527 |
0,045 |
10,83393 |
|
|
0,514893 |
0,05 |
10,29786 |
|
|
0,550335 |
0,06 |
9,17225 |
|
|
0,671628 |
0,085 |
7,901506 |
|
|
0,717565 |
0,1 |
7,17565 |
Статистическое сопротивление.
2) Динамическое сопротивление (Рисунок 1.7):
Динамическое сопротивление
3) Дифференциальная проводимость:
Дифференциальная проводимость
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Напряжение тока и сопротивление диода. Исследование вольтамперной характеристики для полупроводникового диода. Анализ сопротивления диода. Измерение напряжения и вычисление тока через диод. Нагрузочная характеристика параметрического стабилизатора.
практическая работа [2,0 M], добавлен 31.10.2011Определение величины обратного тока диодной структуры. Расчет вольт-амперной характеристики идеального и реального переходов. Зависимости дифференциального сопротивления, барьерной и диффузионной емкости, толщины обедненного слоя от напряжения диода.
курсовая работа [362,1 K], добавлен 28.02.2016Понятие диодов как электровакуумных (полупроводниковых) приборов. Устройство диода, его основные свойства. Критерии классификации диодов и их характеристика. Соблюдение правильной полярности при подключении диода в электрическую цепь. Маркировка диодов.
презентация [388,6 K], добавлен 05.10.2015Понятие полупроводникового диода. Вольт-амперные характеристики диодов. Расчет схемы измерительного прибора. Параметры используемых диодов. Основные параметры, устройство и конструкция полупроводниковых диодов. Устройство сплавного и точечного диодов.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 04.05.2011Механизм действия полупроводникового диода - нелинейного электронного прибора с двумя выводами. Работа стабилитрона - полупроводникового диода, вольтамперная характеристика которого имеет область зависимости тока от напряжения на ее обратном участке.
презентация [182,4 K], добавлен 13.12.2011Составление и обоснование электрической схемы измерения вольт-амперных характеристик полупроводниковых приборов. Определение перечня необходимых измерительных приборов и оборудования, сборка экспериментальной установки. Построение графиков зависимостей.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 19.11.2015Основные понятия и специальные разделы электродинамики. Условия существования электрического тока, расчет его работы и мощности. Закон Ома для постоянного и переменного тока. Вольт-амперная характеристика металлов, электролитов, газов и вакуумного диода.
презентация [8,4 M], добавлен 30.11.2013Расчет напряжения на переходе при прямом включении при заданном прямом токе. Влияние температуры на прямое напряжение. Сопротивление диода постоянному току. Вольт-амперная характеристика диода. Параметры стабилизатора напряжения на основе стабилитрона.
контрольная работа [219,8 K], добавлен 14.01.2014Плотность обратного тока диода Шотки на основе структуры "алюминий-кремний" при обратном смещении. Концентрация электронов в кремнии при заданной температуре. Потенциальный барьер за счет эффекта Шотки, его высота. Ток насыщения и площадь контакта.
контрольная работа [286,0 K], добавлен 15.04.2014Определение эквивалентного сопротивления и напряжения электрической цепи, вычисление расхода энергии. Расчет силы тока в магнитной цепи, потокосцепления и индуктивности обмоток. Построение схемы мостового выпрямителя, выбор типа полупроводникового диода.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 28.12.2013
