• / = /це/* = 4,5• 10-e>,6s i,602-.io-"/(i,38- lo-".зоо) 4. iq-4 д

Сопротивления объемов р- и и-областей определим по формуле

R = pl/n,

где р - удельное сопротивление; I - длина областей; П - площадь р-п-перехода.

Для и-области, где и»р, удельное сопротивление можно вычислить по формуле

р„ = 1/ (ф„и) = 3 -10- * Ом • см. Следовательно, сопротивление и-области

3-10-1-10-*

=-io4-= 0,3 Ом.

Для р-области, где р»и и Рр = 1/(еЦрр) = 2-10~ Ом-см, сопротивление

Я ==2-10"-10-710-* = 2-10-2 Ом.

При токе, равном 4-10-* А, падение напряжения на сопротивлениях объемов р- и »г-областей равно 1,3-10-* В.

1.5. Германиевый диод, имеющий обратный ток насыщения 1д = 25 мкА, работает при прямом напряжении, равном 0,1 В, и Г = 300 К. Определить сопротивление диода постоянному току Ro и дифференщ1альное сопротивление гф.

Решение

Найдем ток диода при прямом напряжении 17=0,1 В по формуле / = /о {е<ткТ) -1) = 25 -10" «(ei.6- io-"o,i/(i.38-10-". зоо) i) = = 1,17 мА.

Тогда сопротивление диода постоянному току Яо = U/I = 0,1/(1,17 -10- ) = 85 Ом.

Вычислим дифференщ1альное сопротивление, используя формулу

г = -§=1о {jfj е«< = 25 • 10- • 38,6 • 48 = 46.10- См, откуда

•диф= 1/(46-.10-) = 21,6 Ом. Приближенно с учетом того, что / » /(,,

Л ( е \ е

откуда

кТ 1,38-10-"-300

= 22 Ом.

е! 1,602-10-1-1,17-10-

1.6. Для идеального р-и-перехода определить: а) нцрряже-ние, при котором обратный ток будет достигать 90% значения обратного тока насыщения при Т = 300 К; б) отношение тока при прямом напряжении, равном 0,05 В, к току при том же значении обратного напряжения.

Решение

а) Известно, что при Т = 300 К температурный потенциал Ток диода

1=1о{е"-1).

По услов1по задачи,

0,9/o=/o(eWo26 i) .

откуда

.[/ = 0,026-(-2,3) =-0,06 В.

б) Определим отношение прямого тока к обратному при напряжениях 0,05 и -0,05 В:

/пр /о(е"-1) е«-1

/.

/обр /оСе-"/"-!) e-i-l

1.7. В некотором идеальном р-и-переходе обратный ток насьпцения 1о = 10-** А при Г= 300 К и /о = 10-* А при Г= = 125 °С. Определить напряжения на р-и-переходе в обоих случаях, если прямой ток равен 1 мА.

Решение

Из уравнения ВАХ перехода I =1о(е"- 1) имеем /„ =

Логарифмируя и решая это уравнение относительно [/, получаем

[/ = -ln( /o-f-l). е

При Г = 300 К

и = 0,0261п (10- VlO- + 1) = 0,026 • 25,3 = 0,66 В.

ПриГ=125°С

и = 0,0361п (10-/10- + 1) = 0,5 В.

Такая температурная зависимость характерна для кремниевых диодов.

1.8. Определить, во сколько раз увеличивается обратный ток насыщения сплавного р-п-перехода диода, если темпфату-ра увеличивается: а) от 20 до 80°С для германиевого диода; б) от 20 до 150 °С для кремниевого диода.

Решение

Зависимость обратного тока насыщения от температуры выражается следующим уравнением:

где к - постоянная; Ед = eUgo - ширина запрещенной зоны при Т = О К; фт = кТ/е - температурный потенциал.

Известно, что для германия ц - !, т = 2, Uq = 0,785 В; для кремния п = 2, т= 1,5, С/до= 1>21 В.

Следовательно, для германия обратный ток насыщения /o=fcr2e-o.8s/pt.

При Г=80°С, или Г = 353 К, имеем

Фт = 353/11600 = 0,0304 В. Таким образом,

0(r=8o«Q = fc(353fe--"/-"*.

При Г = 20 °С, или Г = 293 К,

Фт = 293/11600 = 0,0253 В.

Тогда

/o(r=2o»c) = M293fe--««-°2». Следовательно,

/о(г=8о°сэ fc(353fe--"/°-""* /о(г=20"сэ fc(293)2e--«/<-°"

= 263.

Для кремниевого диода

/o = fcr»-5e-»2VPPT).

При Г = 150 °С, или Т = 423 К, температурный потенциал Фт = 423/11600 = 0,0364 В;