Полупроводникови диоди

Полупроводникови диоди

1. Начертайте формата на изходния сигнал U_{изх (t)} за схемата от фиг.1, при посочената форма на вх. сигнал U_вх(t).

2. Начертайте полупроводников диод, поляризиран в права посока, и със стрелка обозначете посоката на протичащия през диода ток.

3. Коя компонента на тока (електронна или дупчеста) ще преобладава в PN преход при ниски нива на инжекция, ако е известно че N_A >> N_D. Изразете коефициента на инжекция ? за този случай.

4. Големината на дифузния ток през PN преход зависи oт:

а) oсновните токоносители, преодоляващи потенциалната бариера;

б) неосновните токоносители, преминаващи през прехода;

в) приложеното напрежение

г) температурата.

5. Напишете уравнението на волт-амперната характеристика на реален диод. Пояснете кои фактори отличават тази характеристика от идеалната при право включване на прехода.

6. Начертайте обратната волт-амперна характеристика на Si диод като поясните графично съставките на обратния ток за реален диод.

7. Начертайте резултантната V-A характеристика на два последователно и насрещно свързани ценерови диода.

8. Дрейфовият ток в диода се формира:

а) от основни токоносители, преодоляващи височината на потенциалната бариера;

б) от неосновни токоносители, преминаващи прехода под действие на градиента на полето;

в) при явлението инжекция;

г) през диода протича само дифузионен ток.

9. Дефинирайте понятието екстракция.

10. Напишете уравнението на волт-амперната характеристика на идеализиран диод.

11. Как се изменя правото напрежениe U_F на диода при увеличаване на температурата?

а) увеличава се експоненциално;

б) намалява линейно;

в) не зависи от температурата.

12. Посочете факторите, влияещи върху волт-амперната характеристика на реален диод при обратно включване, като за всеки един посочите при кои диоди (Si или Ge) има преобладаващо влияние.

13. В обща координатна система начертайте волт-амперната характеристика на Si диод при право включване за две температури (Т₂>Т₁). Дефинирайте температурния коефициент на напрежението и пояснете кои фактори го определят.

14. Дефинирайте понятието диференциално съпротивление на диода и пояснете графично как може да се oпредели от характеристиката на диода за дадена работна точка. (Работната точка да се зададе като се построи товарната права в полето на статичната волтамперна характеристика за диода.)

15. Определете еквивалентната статична волт-амперна характеристика за комбинацията от паралелно включен силициев диод и резистор със стойност 1кW.

16. Начертайте волт-амперната характеристика на високоволтов ценеров диод за две температури (Т₂>Т₁). Как може да се компенсира температурният коефициент на напрежението в областта на пробив?

17. Дифузионен капацитет: дефиниция; заряди, които го формират; кои фактори влияят върху големината му? При кое включване на диода оказава преобладаващо влияние?

18. В обща координатна система начертайте ВАХ на германиев и силициев диод (в права и обратна посока), като посочите числени стойности за напреженията по абцисната ос.

19. Начертайте ВАХ на силициев диод (в права и обратна посока) при две различни температури Т₁>Т₂.

20. Какво ще бъде показанието на амперметъра от фиг. 1 при посочените стойности на входното напрежение, ако диодът е от Si ?

21. Как се променя пробивното напрежение за ценеров диод с U_z = 12V, при повишаване на температурата?

а) расте, защото пробивът е тунелен;

б) намалява, защото пробивът е тунелен;

в) расте, защото пробивът е лавинен;

г) намалява, защото пробивът е лавинен;

д) не се променя.

22. При обратно включен PN преход :

а) се увеличава токът от основни токоносители, преодоляващи височината на потенциалната бариера;

б) се увеличава токът от неосновни токоносители, преминаващи под действие на градиента на полето;

в) настъпва явлението екстракция;

г) настъпва явлението инжекция;

23. Дефинирайте понятието инжекция. От какво зависи граничната неравновесна концентрация?

24. В полето на статичната волтамперна характеристика на диода начертайте товарната права и покажете как може да се определи графично диференциалното съпротивление на диода.

25. Избройте компонентите на обратния ток на реален диод, като за всеки един посочите при кой от диодите (Si или Ge) има преобладаващо влияние.

26. Начертайте малосигналната еквивалентна схема на диод.

27. Как се изменя пробивното напрежение за високоволтови ценерови диоди при нарастване на температурата?

а) расте;

б) намалява;

в) не се изменя при промяна на температурата.

28. Начертайте времедиаграмите при превключване от право в обратно свързване при работа на диода в импулсен режим. Върху графиката посочете, свързаните с това превключване импулсни параметри.

29. Какви свойства ще има контакт метал - N полупроводник ако отделителната работа на метала е по-малка от тази на полупроводника?

а) изправящи ;

б) неизправящи (омичен контакт);

в) има по-добри импулсни стойства;

г) има по-малък пад в права посока и по-малък обратен ток.

30. При право включен PN преход :

а) се увеличава токът от основни токоносители, преодоляващи височината на потенциалната бариера;

б) се увеличава токът от неосновни токоносители, преминаващи под действие на градиента на полето;

в) настъпва явлението екстракция;

г) настъпва явлението инжекция;

31. Коя компонента на тока (електронна или дупчеста) ще преобладава в PN преход при ниски нива на инжекция, ако е известно че концентрацията на донорите значително превишава тази на акцепторите. Изразете коефициента на инжекция за този случай.

32. Дефинирайте понятието диференциално съпротивление на диода и пояснете графично неговото изменение от режима и температурата.

33. Избройте факторите, влияещи върху волт-амперната характеристика на реален диод при право включване, като за всеки един посочите при каква големина на токовете има преобладаващо влияние.

34. В обща координатна система начертайте волт-амперната характеристика на Si диод за две температури (Т₂>Т₁), включително в областта на пробив.

35. Когато диференциалното съпротивление в областта на пробив е по-малко, стабилизиращото действие на ценеров диод е:

а) по-добро;

б) по-лошо;

в) не се изменя при промяна на диференциалното съпротивление.

36. Начертайте времедиаграмите при установяване на правото напрежение на диода при работа в импулсен режим.

37. Кои са предимствата на Шотки диод спрямо силициев ?

а) има по-малко време на живот на неосновните токоносители;

б) няма инжекция на неоснови токоносители;

в) няма дифузионен капацитет;

38. Дифузионният ток в диода се формира :

а) от основни токоносители, преодоляващи височината на потенциалната бариера;

б) от неосновни токоносители, преминаващи под действие на градиента на полето;

в) при явлението екстракция;

г) през диода не протича дифузионен ток, а само дрейфов.

39. Дефинирайте понятието инжекция. Изразете графично изменението на токоносителите като функция на координатата при ниски нива на инжекция.

40. Напишете уравнението на волт-амперната характеристика на реален диод.

41. Посочете факторите, влияещи върху волт-амперната характеристика на реален диод при право включване, като за всеки един посочите при каква големина на токовете има преобладаващо влияние.

42. В обща координатна система начертайте волт-амперната характеристика на Ge диод за две температури (Т₂>Т₁), включително в областта на пробив.

43. Да се определи еквивалентната статична волт-амперна характеристика за комбинацията от последователно свързан силициев диод и резистор със стойност 1кW.

44. Начертайте волт-амперната характеристика на ценеров диод, посочете основните му параметри и пояснете техния смисъл.

45. Бариерен капацитет: дефиниция; заряди, които го формират; кои фактори влияят върху големината му? При кое включване на диода оказава преобладаващо влияние?

46. Кой диод (силициев или Шотки) има по-добри импулсни свойства при една и съща площ на прехода?

а) силициев, защото има по-малко време на живот на неосновните токоносители;

б) Шотки, защото няма инжекция на неоснови токоносители;

в) Шотки, защото няма дифузионен капацитет;

г) Шотки, защото има по-голямо време за разсейване на неосновните токоносители.

47. С какво се обяснява наличието на контактна потенциална разлика на прехода:

а) с екстракция на токоносители;

б) с наличие на външен токоизточник;

в) с изменение структурата на кристалната решетка;

г) с наличие на двоен обемен заряд от двете страни на прехода;

д) с инжекция на токоносители през прехода.

48. В обща координатна система начертайте волт-амперните характеристики на Si и Шотки диод. Сравнете двата диода по U_F, I_R, C_D и коефициент на инжекция. (Използвайте знаци за неравенство > и <).

49. Начертайте правата волт-амперна характеристика на Si диод като поясните графично съставките на тока за реален диод. Напишете уравнението за реален диод.

50. Начертайте резултантната V-A характеристика на два последователно и насрещно свързани Ge диода.

51. Кои процеси са определящи за импулсните свойства на диод при големи токове?

а) натрупване и разсейване на токоносителите в базата;

б) презареждане на бариерния капацитет;

в) презареждане на дифузния капацитет.

52. Какво ще е показанието на волтметъра на фиг.1а и фиг.1б, ако диодът е силициев, с PN преход ?

53. Какво ще е показанието на волтметъра на фиг.2а и фиг.2б, ако диодът е силициев, с PN преход ?

54. Начертайте изходния сигнал при посочената на граф.1 форма на входния сигнал за фиг.3, фиг.4, фиг.5 и фиг.6.

55. Определете показанията на волтметъра от фиг.7а и фиг.7б, ако U_z = 5.6V

56. Определете показанията на волтметъра от фиг.8а и фиг.8б, ако U_z = 5,6V.

57. Начертайте изходният сигнал на фиг.9, фиг.10 и фиг.11, при посочената на граф.2 форма на входния сигнал.

58. Ценеров диод е свързан по посочената на фиг.14 схема. Да се определят допустимите стойности за токоограничаващия резистор R, ако: Е=15V±10%, U_z=10V, R_т=(1÷10)kΩ, Iz_min=3mА и Iz_max=30mA.