Transcript
Page 1: 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

Page 2: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 3: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 4: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 5: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 6: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 7: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 8: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 9: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 10: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

,

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

Page 11: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 12: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 13: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 14: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 15: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

-(&.

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

Page 16: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 17: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 18: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 19: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 20: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 21: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 22: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 23: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 24: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 25: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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

Page 26: PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

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


Top Related