Download - PRERAĐENI ZADACI SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE
t ELEKTRONIKAvjezbe
Ako su distom poluprovodniku dodaju donorske neiisto6e, tada dobijamo legiraniako se materijal,, poluprorodnik. Izraeunari koncentraciju elektrona i supljina-
Yl42luProvodnika legirl sa
a) Np: n1
b) Nn: lO0 nic) No:20 n;
r^d//uN^={1
n(n n,) = a.2
n' n.n n'=o
,l_ ir. V]
,? + .\lJn,:t ' I n.'2
- relacija (2)
2
2
100r, 1r, JI00002
200n,
n2 otpada, jer rezultat ne moZe biti negativan!!!
G) v x-/
No =l0ontl0}nt+p=np = n-lo0nt
n(n 100n,) = n'1
nt loon,n- n,2 =o
rogrjJoooo,i:ld.4r,1je zanemarivo u odnosu m 10.000 ni
nt =100nt
Za rjeienje se uzima nr, dok r' = n,'159 - 12501 | je negatiwo. pa se odbacuje kao
rieSenje.
1od26
ELf,,KTRONIKAvjeLbe
@vat
No = 2On,
20n,+ p=np=n 20n,
n(n-20n,'1= n1
n'-2on,n-n,'=0r ---i-_- .
2On , ! yl 4O0n ,' + 4n ,'I
20n. ! 20n,n,.=L'' )nn=20 j
I u ovom sludaju rjeSenje je pozitivno.
4z,i je zanemarivo u odnosu na 400 ni
2od26
fLEKTRONIKAiezbe
Silicijumu je dodana koncentracija akceptorskih i donorskih primjesa . iodrediti tippoluprovodnika, te iaadunati koncenhaciju, ako dodamo:
c) N t =3.lO11cn \
No=5 l}ta cm t
p=N,n+n Nn
U ovom sludaju nije se niita promjenilo. Za promjenu je potrebno je potrebno nekih 20
ni. Vrijednost ni za silicujom je n, = l,5.lOrocm r, i r.r tom sludaju za promjenuje potrebno nekih
30.10'ocrr I .
/ h\/ \ /."N,tnZY,,rp
p=N)+n-NDP=2 1014cm1+n
v, '. -:;" "- ^- '' -\J/at
1\ a = 1\ D
vU N, = 5.t}'o cn 'N n =3 lo'n cm 3
Dovoljna konpentacija primjesa da ovaj poluprovodnik postane p tipa
rn $JA,+n:N,,+pn=No+p-N,rn=2.l01acmt+p
vluq"
3 od 26
f,LfKTRONIKAc
( 3)/ Ldrediti vrstu i koncentraciju primjese koju treba dodati distom Si da bi se na T:300vrXJZK (sobna temperalura) dobila koncentracijaa) elektrona 106 cm 'b) lupljina 105 czr l
Nt+n=ND+p
N o N o - n- p
N,, N"=n Ln
42 n(ND N/)-nj'1=O
n = l'r! I'r.L,
2
Predpostavlj amo:
r = 0 - nedajemo akcqltore, mada ima i takvih sludajeva
u-Lp
". 2,25.101u cn o
" l0 cm'N u = 2,25 101t cm-3
,=N '-Nu +')
nP= i
2
N a = 2,25 10'o cm 1
/ -tv. 1v^ \'z)4 +k-l)l'
4od26
ELEKTRONIKA
inga se komad Si duZine 0,2 czr, povriine poprednog Fesjeka 0, 1 "-?.
Ktistal .1e nZa koncentracijom donora Ne:lQr5ap 3- fslikaje njigova otpornost, ako je
poketljivost rosilaca naelektrisanja lt, = 1250+fs
I
s
I
e = l,6.lO t' C
o specifidna provodnost
0,2cm
r,6 lo pc l o'5qir 250 *o,rc,,
n=- I = = 10C)
5 od.26
f,LtrKTRONIKA
5) Izmdunati koncentraciju slobodnih clektrona u germanijskom poluprovodniku, te usilicijskom poluprovodniku na tempsraturi 300 K
2t2nn kT\ 1
N. - ,', i a poslije uvriavanja dobijamo
r'r', = 2.5l0.l0r"oz r
Isto tako naderno i N,:
2(2rn -kT l'1tr, = ;i = 1,97 . lo'" cm '
n, = .lu "N,e '0,
Na sobnoj ternperaturi
nt=2,25.1011cm3(Ge)
n,=l,s.lo'ocm'(si)
k = 8,62.10 'L.r,a.rc'n c
k = 13,79.10na !
f = 1,38.10 '?:r
4
6od26
ELEKTRONIKAvjeLbe
6) Za koliko procenata se pove6a koncentracij4 ako temperatura poraste za AT=l K
r q,n =.T'1 p 2It lln
' )Fc ' d2ln ,-)lnc t 2lnT -ffi, ,,/ 1 r,\llnn. = lnclre )' It)( ) ,:\llnn,=1nr+lnlz + lne 'ztr I
\/^dn. 3dT E,+ ._at
ni T kT'
^n (z 6^ )^r1= + II x l(X)u/.n \2 2kr)r
Ge L=5540/ani
St r = 8.26%
Gennanij ima manji procenat promjenc, zbog dega bi bih trebao biti stabilniji, medutimzbog vedeg eksponenta u koncent@ciji njegova promjena je ve6a. Zbog toga razloga on je manjestabilan. Usput germanij je otrovan.
'7 od 26
ELEKTRONIKA
7) lzradunati jetinu struje zasi6enog poluprovodnidke diode, ako se pri ?:300temperatun pov&a za I K. Zaoemariti difuzionu zavisnost difuzione konstanteRije3iti za ce i St diodu!
In o.p - = n,2 .+ n," = lt p-ip
4,.P,. = nt2 -) p". = ltoo
N">> , pp=NaNo>>n. ne"=ND
l'1
1 = "gl
ltDtrn' Do I
\ L^N I L,ND )
r =nsn'( 2, t D, l" 'lL,N^ L|ND )
e, S, Nrj., Nl ne zavise od temperaturc, pa dio lbrmule sa tim elementima ,,progla_Savano,,
(n D \konstantom (c = cSl *' + P lt.
\ L,N 4 L,ND )
Postupak je sledeii: prvo se logaritmuj e pa ond a ftaZimo iz,,rod...lr'l.=11"121nr.7O
4L =r4!'
dIGe: r= 2.5,54o/o =11.08o/o
st -!= 2 .8.260'0 = 76,520/0
KT.
8od26
ELEKTRONIKArleZbe
8) Izndunati napon na izlazu kola! Poznata jepripadaiuii elernenti.
stadeka karakteristika diode, kao i
1i' i@c ac
a=2ttf;f=0I
{)
Rjeiavamo posebno za istosmjermuistosmjemu.
DC:Fk\ ivalentna sema izgleda ovako:
U oo = l,5lt
R' = 1oo
R'' = 90O
Rp Rp = 200c)
Qr =25mVU = U,,u^sin,at
U^=20mV
i naiz,mjenidnu struju. Prvo 4€Savamo
RI
UDD+IDG1+R,)+UD=0
uo=uoo-IoG,+R.') (a)
Relacija 1a.; se mo2e ubacuje kao pravac u grafUI karakteristike. Za pmvac tebamoimatidvije t aLel (koje su sasvim dovoljne za pravac):
IJn o 1 1,5
1, (.Ar-T- 15--t-o
' Radi manjih konplikacija prva taakaje za a/D-o, a druga za 1D:o
I od.26
,
Tadka koja se dobije presjecanjem kankteristike i na.3eg pravcaje ustvari wijednostnapona i struje na izlazu. U naiem sludaju wijednosti su:1D= O,8A,,aUD:0,7V.
AC:Kod ekvivalentne Seme za naizmjenidnu struju nema genemtora, jff on prcdstavlja kratak
spoj za naizmjenidnu struju. Dioda u ovom sludaju ima dinamiil-u otpomost (rd). Ko[dezator setakode gubi tako da ekvivalentna Serna izgleda:
oB 0.9 ro 1,1 i, 1.3 l,a l5 U
ID =,"("*" -r)tldu LUdiM
tlrd du
a
ELEKTRONIKA
10 od 26
ELEKTROMKA
25
20
15
5
Au lV 0,5t/\ ='Lr=ta;A s-A=
nr':nnlln'
Dobijamo:
Rt + r,t + Rp'. iP'
tl sin atltl.. = ^ R..''' &+rd+Re' '
0,5v= 2sA
2OnA
napon na izlazu
u+i(&+td+Re')=O
+ld+Rp',
Rt+rd+Rp
R,i- lRr
ll od26
ELEKTRONIKA11eibe
U sklopu na slici upotrebljene su identiine diode dije su karakteristike date:
E=2VR' = looo
DC:
Poslije izbacivanje desne strane dobijamo:u"
- E + I D4 +2U D = O
,, E IDR]
'" = t- 2
Odr€dujemo pravac:
Uo=0
g= E -IoRt22
O= E _ IDRI
r _E,'&
,, [ 0.R,", , ,
Ur=:
u.=+
v;il2V
100c)
Tako da tablica izgleda:
ID
12 od 26
ELEKTRONIKAyeibe
Crtanjem grafa dobijamo:
Napon iznosi U: 0,65 ,/pri struji od, I: 0,6 A.
AC:
Ekvivalentna Sema izgleda:
| 1-e1
,a=LU R =rllRnNl,ZV O,6V
= 4\tA" 2\nt"4 -5nL4
ttizt = U n2rd+Ro'
U..
13 od 26
E, = o,3v
ELEKTRONIKAvjeZbe
l0) Grafidkim putem odrediti polozaj radne tadke za sklop na slici. Izradunati U izlaznediode Dr i Dr su idelaizovane.
uo=E I"R
U"*=Uo,=U,,,
-E+I!.)R+UD=0uo=E-IoR
t^ =4 = 2'5Y = to.10 1 ,1= lomA" R 250e)
Tabela pravca izgleda:
E =2.5V
14 od,26
-(&.
ELIKTRONIKAieZbe
Crafik izgleda ovako:
0.306rtuImamo dva otpora, prvi koji podinje rastl na 0,3 I/, i drugi koji raste na 0,6. Nagib je
odreden otpomoidu. Rezultirajudi otpor ima preloma onoliko koliko je pojedinadnih orpora.Re,,ultirajuii dobiJamo na slijede{i naiin:Njegova vrijednostje 0 dok se ne pojavi prvi napo (0,3Ir). Tada dolazi do prvog preloma
(tadka ,4). On prati vrijednost prvog opora do tadke B, razlog: drugi napon je jos uvijek 0. utadki B dolazi do preloma radi pojavljivanja drugog opora. Ostatak je pravac koji se dobija takoSto ga pronrdemo kroz tatke C i D. Do tadaka dol^zimo ovako: u proizvoljnoj wijednosti napona(0.9 V i 1,2 V) izrnjerimo udaljenost izmedu naponske ose i tadke na drugom naponu, i njunasemo na istu tadku (za rijednost napona) na prvom naponu.
Na kraju povudemo pravac (tabela) i dobijarno radnu tadku F i proditamo vrijednosti.
AC: poslije
Uu.,= =0'' R,+roU+IR,+Ird=0
IIRt+ld
rd = r,llntR.R,
ftl= -'
I4+R2
i
15 od 26
u kolu na slici odrediti struju za sve kombinacije poloiaja prekidada. Zener diode .su
ua=oUlz = 4l/
F=l0nl
E"=:'r
ACEt+IacR+UD
r.^ =\=a-,t"R
BCE,+IBcR+UD
E.
^1?
AD- E1+ I DzR+ U Dz
, -E'-Uu'R
BD
=0
E2+ I DzR+ U Dz =O
t,,=E' !- = !-lL = -lmA,sto jeinver'ra struje (odnostno nema struje)."' R 7. tOrO
j
t2I' ,4y2.l0ro
16 od 26
ELEKTRONIKAvjeZbe
Na slici je dat stabilizator napona sa zener diodom diji je U, = l0f I rd = 70c)
a) odrediti struju diode i struju l(roz potrosai ako je U = 40Vb) ako je promjena napona na ulazu AU = 2rl i odr€diti Fomjene napona na izlazuc) izratunati koeficient slabljenjad) naii izlMnu otpomost stabilizatora
R = 600c)
xP = 300c)
u '=
lol'x, = loo
a)
Sto izgleda otprilike ovako:
Rjesavamo tevenenovom metodom pa imamo:
Poslije pravljenja hatkog spoja dobijamo 2 paralelna otpomika. Vrijedi:
E, = IR,FI:I= "
=E-= " 'R
R+R/ R+ Re
17 o11,26
ELEKTROMKAiezbe
E r = 13'331'
Rr = 200c)
Ekvivalentna Sema izgleda:
Za istosmjemu sauju, zenq dioda se"zamjenjuje" sa otpomikom (unutra.Snja otpomost) inaponom (napon na izlazu diode) pri demu U, nijeiTwor!!!
E,+I(R,+ro,)+u"=oE- U, ll.33V +1ot/t=' "= =t5amARr +re 200cJ + l0O
V;=tn;Il
1 =u o =lo'16v = 3j.1' R, looo
b) ekvivalentna Sema za naizmjenidnu struju
R
-),)
ar r(ir + n, )= o
l8 od 26
EI,EKTRONIKAieZbe
diod: sepnrrljr rav F,m{R+Rp
LuR+ Re l
= 0,66V , Rr = 2004
nr=RllRp
Au=2VU r = o'66V
Rr = 200ou"'=I r*
t= U'Rr + rd,
u-,= U' .rtlz=31,7mv" Rt +rd.
c)
k =u'uz
k. u. Au,t _Lt,t _ 11.74 t0'n_0.0158.1u,r Lu, u| 0,66W
Uredaj je sigumo oslabljivad. Nema pojadanog generatora kojipojadanje.
ut.
ur
bi mogao da dovede to
n,.1=n;,111no
p, =&" = 9.9g" R+rr,
19 od 26
C>
ELEKTRONIKAvjeZbe
13')"l Dvije zener diode vezane su kao na slici. Napon je 6 t/. Invezne struje zasiienja nasobnoj temperaturi iznose Io, = 5nA i 10, = 10.,r,.1 . Odrediti napone na diodarn4 akosu probojni naponi upotrebljenih zener dioda veci od 6 Z
f-_D., q,
( ,"L, =r,,l."*
,,,("? -,)=,",
_,
Iu,
Iu,
=t+Itz ln
=,J'.1.lI 1", l= ,. . r"l.r * {.]" I to, )
= rs-z .r"[ + ]!)\ 5.1
= 25mI/ . ln3 = 2',7 ,4mV
- 25nI/ . 1n3 = 2'7 ,4mV
UD
Ar
UD
UD
UD
UD
U "'
= 2'7 '4mVuur=E uo,=6/ 27,4mV =5,9'731'
tako da nece raditi kao stabilizatot 5,973 V < 6V
20 od,26
ELDKTRONIKAieLbe
I4') silicijumska varikat dioda sa slikovitom koncentracijom primjesa ima kapacitet 20pFpri naponu U: 5 Z Izradunati promjenu kapacitivnosti, ako se napon promenji za
t 1rl . Nacrtati grafik tunkcije C" = /(a) . Poznato je da je:
N n =10t5 cm !
No =2 1015 cm 3
Qr = 25mlt
nt =1,5 1010 cn 3
- p"F4
/\=a,lh!!L+h!'o I
\ rlJ nt)
=25.10'71,'loi ? l!:(r.s. ro'")'
= 0,5'7V
ao
ao
,,=^l;kC,=20 pF
C', = C"
= 20.10 t= 62,5 pF
= lSpF
= 22,2pF
I _ n,"
e, - is.ro 'r'
2l od 26
ELEKTRONIKAvjeZbe
l5) Odrediti R i Rp tako da struja koz zener diode i potroiai budu jednake. Radna tadkzener diode le2i na hiperboli disipacije
Polis 0.3 ll/TI":6 V
+r"
Rr
r'.
''p I
42
R,
nRR
n
U.=U, \-rU6Vn-= r= - =t20o \"' I r 50nLA
E+zRI = 0
2,. = n= Ln=!f 2R2
Pdis =LI,I - -L= t,U.
r- =la =9iL =511^1" u, 6I/
Ip=I.z=50nAI = I, + I, = 2'sOnA=l00t 14= 0,lA
22 od,26
ELEKTRONIKAvjeibe
Et + IRl. + Uz =0
^ E, U, 72,5v 6V' I OJA
n-=4=n=zn-=troo'2
6 5t/
o,tA
+r,
E.a) P
23 od,26
ELEKTRONIKAieZbe
Definisatil./ i , paxametre u opstem sludaju, a zatim za sludaj tranzistora u spoju saZE. Nactrtati ekvivalentnu Semu na bazi dobijenih jednaiina.
!r!t tUt+lt {!zL-lzrUt+lztU
I-r L rUt"+!rzA"!": lzUu+ LzlL"
16)
v
I
,
.<
I
h Ur= lufur + fuzU!: bfu + hazA
A.=hfu+ hnA"!.: btlt, + hzzA"
,i
u-lI
i
24 od26
ELEKTRONIKAvjeZbe
l'7) Nacrtati ekvivalentnu Sernu za 1i i parametrima u spoju sa zajednidkom bazom
!"= L Il"t+LzAtl,- = Y21U.6+Y22g"o
\ru-
cI
:u,
,
+At= ble + bzAt,!"=L,zI"+ L,zzAt_t
E -l>I
lj
u,tI
I
I
h ",L
25 od,26
ELEKTRONIKAvjeZbe
18) Poznat su y parametri Odrediti h paxametrare u istome spoju
Ib=YllUb.+YrU*I"=Y,Uo"+YrrU""
Uo" = ltrrlo + hrrU -I.=ht1lL+h,,U,"
u spoju ZE.
l.
n,,=l:n,,=-fi
,.=r,(+,, ';"-),",,u-,.=+,",("*.",),-lr,. =Y'"" Y,..
v,,.v,,. Y,,.v,,.
Y,,"
'"' v
lrl0",=i:.'
26 od 26