Вопросы и задачи к контрольной работе по теме

Вопросы и задачи к контрольной работе по теме «Полупроводниковые диоды»
1. Какова природа электропроводности твердых веществ? Классифицируйте твердые
вещества по электропроводности. Чем обусловлена электропроводность собственного
полупроводника? С какой целью в полупроводник вводят примеси? Как влияют на
электропроводность полупроводника донорные и акцепторные примеси? Объясните, что
такое дырки? Каково их движение в полупроводнике при отсутствии и под действием
разницы потенциалов?
2. Объясните отличие собственного и примесного полупроводников? Какие носители
являются основными и неосновными в полупроводниках n- и p-типов? Почему? Объяснить
причины возникновения диффузионного и дрейфового токов в полупроводнике.
3. Что такое p-n-переход? Как он формируется? Поясните принцип действия p-n-перехода.
4. Объяснить с физической точки зрения вентильные свойства p-n-перехода.
5. Показать отличия между вольт-амперными характеристиками кремниевого и германиевого
диодов. Привести типовые значения для, rпр , rобр , U пр , I 0 этих диодов. Как определить
данные параметры по ВАХ?
6. Перечислить параметры, определяемые по ВАХ реального диода. Как они определяются?
7. Записать математическую модель идеализированного p-n-перехода и пояснить физический
смысл каждого параметра. Нарисовать ВАХ идеализированного p-n-перехода. Сравните
идеальную и реальную вольт-амперные характеристики диода.
8. Приведите ВАХ диода для разных рабочих температур? Чем обусловлен обратный ток в
диоде и как зависит от температуры и обратного напряжения?
9. Охарактеризуйте виды пробоя p-n-перехода.
10. Привести схемы замещения диодов и их аппроксимированные вольт-амперные
характеристики. Как определяются параметры элементов в схемах замещения? Дайте
рекомендации по применению схем.
11. Какова область применения выпрямительных диодов? Перечислите и поясните основные
параметры и значения выпрямительных диодов.
12. В каких случаях целесообразно применение импульсных диодов? Почему? Поясните с
помощью диаграмм процесс запирания диода в импульсных схемах. Перечислите основные
параметры импульсных диодов.
13. Нарисуйте УГО и ВАХ стабилитрона. Почему такие диоды называют стабилитронами?
Перечислите и поясните основные параметры стабилитронов и их типовые значения.
Привести схему простейшего параметрического стабилизатора со стабилитроном.
Пояснить принцип действия.
14. Какой полупроводниковый диод называют стабистором? Почему? Как стабистор
включается в электрическую цепь? Какие полупроводниковые диоды называются
варикапами? Приведите схему включения варикапа, поясните принцип действия.
15. Какие полупроводниковые приборы называют диодами Шоттки? Нарисуйте УГО диода
Шоттки. Укажите область их применения, достоинства и недостатки. Приведите УГО и
ВАХ туннельного диода, укажите области применения.
16. По каким параметрам выбираются диоды на практике?
17. Опишите систему обозначений полупроводниковых диодов.
Задачи
1. Обратный ток насыщения p-n-перехода германиевого диода равен X. Определить ток,
протекающий в диоде, если прямое напряжение на переходе составляет Y.
2. Определите напряжение на переходе диода, если через диод протекает прямой ток X. Обратный
ток диода равен Y.
1
3. Обратный ток насыщения p-n-перехода кремниевого диода равен X. Рассчитать ток диода, если
U пр = Y при t = Z 0C .
4. Определите сопротивление германиевого и кремниевого диодов постоянному току при
U пр = X и t = Y 0C . Обратный то кремниевого диода равен Z1, а германиевого – Z2.
5. Используя ВАХ диода определите напряжение отсечки, сопротивление постоянному току и
дифференциальное сопротивление при прямом напряжении U пр = X .
6. Обратный ток кремниевого диода равен X при температуре Y 0C . Рассчитать обратный ток
диода при температуре Z 0C .
7. Обратный ток кремниевого диода при температуре t1 = X 10 C равен Y. На какую величину
изменится прямое напряжение на диоде при токе I пр = Z , если температура перехода возрастет
до t2 = X 20 C .
8. На вход цепи поступает гармоническое напряжение uвх ( t ) с амплитудой U m = 12В . Нарисуйте
сфазированные диаграммы uвх ( t ) , i ( t ) , uVD ( t ) , uн ( t ) . Определите средний ток диода I ср .
Диод считать идеальным.
i(t)
VD
uвх(t)
uн(t)
Rн
9. Определить сопротивление балластного резистора параметрического стабилизатора. Известно,
что входное напряжение стабилизатора изменяется от X1 до X2, а Rн = Y . Параметры
стабилитрона: U ст = Z , I ст max = N , I ст min = M .
10. Определить допустимые пределы изменения напряжения на входе параметрического
стабилизатора, если известно: Rогр = X , Rн = Y . Параметры стабилитрона: U ст = Z , I ст max = N ,
I ст min = M .
11. Рассчитать максимальную частоту работы импульсного диода XXXX, если время
восстановления составляет не более Yнс.
12. Построить, с комментариями, передаточную характеристику и сфазированные диаграммы
напряжений u1 ( t ) и u2 ( t ) , если u1(t) = Um sin ωt. Определить среднее и действующее значение
напряжения на входе и на всех элементах схемы.
VD
VD
u1
u2 u1
R
R
R
R
u2 u1
VD
u2 u1
VD
u2
13. Построить, с комментариями, передаточную характеристику и сфазированные диаграммы
напряжений u1 ( t ) и u2 ( t ) , если u1(t) = Um sin ωt, причем U m = X , E = Y .
VD
VD
u2 u1
u1
u2 u
1
R
R
-E
+E
VD
R
R
u2 u1
VD
-E
u2 u1
VD
u2
R
-E
+E
2
VD1
R1
R1
VD1
R2
R2
u2 u1
u1
VD
VD2
VD
u2 u1
u2
VD
u1
VD1
R
u1
VD
R
R
u2
u1
u2
VD2
u1
R1
R2
u2
R
u1
R1
R2
VD2
u2
u2
VD2
VD1
+E1
-E2
3