PRERAĐENI ZADACI SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

Download PRERAĐENI ZADACI  SA VJEŽBI IZ ELEKTRONIKE

Post on 16-Apr-2015

227 views

Category:

Documents

3 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

<p>ta) Np: n1 b) Nn: lO0 ni</p> <p>ELEKTRONIKAvjezbe</p> <p>Ako su distom poluprovodniku dodaju donorske neiisto6e, tada dobijamo legirani poluprorodnik. Izraeunari koncentraciju elektrona i supljina- ako se materijal ,, Yl42luProvodnika legirl sa</p> <p>c) No:20 n;uN^={1</p> <p>r^d//n(nn,) =a.2</p> <p>- relacija (2)</p> <p>n' n.n n'=o</p> <p>,l_</p> <p>ir. V]n.</p> <p>n,:t '2</p> <p>,?</p> <p>+ .\lJ ' I</p> <p>2</p> <p>n2 otpada,</p> <p>jer rezultat ne moZe biti negativan!!!</p> <p>G) v x-/No =l0ont</p> <p>l0}nt+p=np = n-lo0nt</p> <p>n(n</p> <p>100n,) = n'1</p> <p>nt</p> <p>loon,n-</p> <p>n,2</p> <p>=o4r,1je zanemarivo u odnosu</p> <p>rogrjJoooo,i:ld.2</p> <p>m</p> <p>10.000 ni</p> <p>100r, 1r, JI00002</p> <p>200n, nt =100ntZa rjeienje se uzima nr, dok rieSenje.</p> <p>r'</p> <p>= n,'159</p> <p>-</p> <p>12501 | je negatiwo. pa se odbacuje kao</p> <p>1od26</p> <p>ELf,,KTRONIKAvjeLbe</p> <p>@vatNo = 2On, 20n,+ p=n</p> <p>p=n</p> <p>20n,</p> <p>n(n-20n,'1= n1</p> <p>n'-2on,n-n,'=02On ,</p> <p>!</p> <p>yl</p> <p>r ---i-_- . 4O0n ,' + 4n ,'I</p> <p>4z,i</p> <p>je zanemarivo u odnosu na 400 ni</p> <p>'' ) nn=20 jI u ovom sludaju rjeSenje je pozitivno.</p> <p>n,.=L</p> <p>20n.</p> <p>!</p> <p>20n,</p> <p>2od26</p> <p>fLEKTRONIKAiezbe</p> <p>v, '. \J/at</p> <p>Silicijumu je dodana koncentracija akceptorskih i donorskih primjesa . iodrediti tip poluprovodnika, te iaadunati koncenhaciju, ako dodamo: -:;" "''</p> <p>^-</p> <p>1\</p> <p>vU N, = 5.t}'o cn 'Nn</p> <p>a</p> <p>=</p> <p>1\ D</p> <p>3</p> <p>=3</p> <p>lo'n cm</p> <p>c)</p> <p>Nt</p> <p>=3.lO11cnl}ta cm</p> <p>\ t</p> <p>No=5</p> <p>q" vlup=N,n+nNn</p> <p>U ovom sludaju nije se niita promjenilo. Za promjenu je potrebno je potrebno nekih 20 r, i r.r tom sludaju za promjenuje potrebno nekih ni. Vrijednost ni za silicujom je n, = l,5.lOrocm 30.10'ocrrI.</p> <p>/</p> <p>h\/ \ /. "N,tnZY,,rpp=N)+n-ND P=2 1014cm1+n</p> <p>rn</p> <p>$J A,+n:N,,+pn=No+p-N,r</p> <p>Dovoljna konpentacija primjesa da ovaj poluprovodnik postane p tipa</p> <p>n=2.l01acmt+p</p> <p>3 od 26</p> <p>f,LfKTRONIKAc</p> <p>( 3)/</p> <p>Ldrediti vrXJZK (sobna temperalura) a) elektrona 106 cm ' b) lupljina 105 czr lNt+n=ND+p</p> <p>vrstu i koncentraciju primjese koju treba dodati distom dobila koncentracija</p> <p>Si</p> <p>da bi se na</p> <p>T:300</p> <p>o N o - n- p N,, N"=n LN</p> <p>n</p> <p>42 n(ND N/)-nj'1=On</p> <p>=</p> <p>l'r!2</p> <p>I'r.L,</p> <p>Predpostavlj amo:</p> <p>r</p> <p>=</p> <p>0</p> <p>- nedajemo akcqltore, mada ima</p> <p>i takvih sludajeva</p> <p>u-L"."Nu =</p> <p>p2,25.101u</p> <p>cn l0 cm'</p> <p>o</p> <p>2,25</p> <p>101t cm-3</p> <p>,=N '-Nu ')</p> <p>+ )4</p> <p>/</p> <p>-tv.</p> <p>1v^</p> <p>\'z</p> <p>l)l'</p> <p>+k-</p> <p>nP=</p> <p>i</p> <p>2</p> <p>Na =</p> <p>2,25</p> <p>10'o</p> <p>cm</p> <p>1</p> <p>4od26</p> <p>ELEKTRONIKAinga se komad Si duZine 0,2 czr, povriine poprednog Fesjeka 0, 1 Ktistal "-?. Za koncentracijom donora Ne:lQr5ap 3- fslikaje njigova otpornost, ako je n</p> <p>.1e</p> <p>poketljivost rosilaca naelektrisanjaIs</p> <p>lt, = 1250+ fs</p> <p>I</p> <p>o</p> <p>specifidna provodnost</p> <p>e=</p> <p>l,6.lO t' C</p> <p>n=-</p> <p>I</p> <p>=</p> <p>pc r,6 lo</p> <p>0,2cml</p> <p>o'5qir 250 *o,rc,,</p> <p>= 10C)</p> <p>5 od.26</p> <p>f,LtrKTRONIKA</p> <p>5)</p> <p>Izmdunati koncentraciju slobodnih clektrona u germanijskom poluprovodniku, te u silicijskom poluprovodniku na tempsraturi 300 K</p> <p>N.</p> <p>-</p> <p>2t2nn kT\</p> <p>1</p> <p>,',</p> <p>i</p> <p>ar</p> <p>poslije uvriavanja dobijamo</p> <p>r'r', =</p> <p>2.5l0.l0r"oz</p> <p>Isto tako naderno i N,:</p> <p>tr,</p> <p>=</p> <p>2(2rn -kT</p> <p>;i</p> <p>l'1</p> <p>= 1,97 . lo'" cm</p> <p>'</p> <p>n, = .lu</p> <p>"N,e</p> <p>'0,</p> <p>Na sobnoj ternperaturint=2,25.1011cm3(Ge)</p> <p>n,=l,s.lo'ocm'(si)k = 8,62.10</p> <p>'L.r,a.rc'n c</p> <p>k = 13,79.10na</p> <p>!</p> <p>f</p> <p>= 1,38.10</p> <p>'?:r</p> <p>4</p> <p>6od26</p> <p>ELEKTRONIKAvjeLbe</p> <p>6)</p> <p>Za koliko procenata se pove6a koncentracij4 ako temperatura poraste za</p> <p>AT=l K</p> <p>n =.T'1 p 2It lln t</p> <p>r q,</p> <p>1 r,\ / llnn. = lnclre )'</p> <p>' )Fc d 2ln ,-)lnc 2lnT -ffi,' ,,I</p> <p>t) (</p> <p>,:\ ) + lne 'ztr llnn,=1nr+lnlz \/</p> <p>I</p> <p>^dn. 3dT E, + ._at ni T kT'</p> <p>(z 6^ )^r 1= II ^n \2+ 2kr)r x l(X)u/. nL=5540/ani</p> <p>Ge</p> <p>St</p> <p>r = 8.26%</p> <p>Gennanij ima manji procenat promjenc, zbog dega bi bih trebao biti stabilniji, medutim zbog vedeg eksponenta u koncent@ciji njegova promjena je ve6a. Zbog toga razloga on je manje stabilan. Usput germanij je otrovan.</p> <p>'7</p> <p>od 26</p> <p>ELEKTRONIKA</p> <p>7)</p> <p>lzradunati jetinu struje zasi6enog poluprovodnidke diode, ako se pri ?:300 K temperatun pov&amp;a za I K. Zaoemariti difuzionu zavisnost difuzione konstante T. Rije3iti za ce i St diodu!</p> <p>n</p> <p>o.p</p> <p>-</p> <p>= n,2</p> <p>.+ n," = lt</p> <p>I</p> <p>p-ip</p> <p>4,.P,. = nt2 -) p". = ltoo</p> <p>N"&gt;&gt; , No&gt;&gt;n.l'1</p> <p>pp=Nane"=ND Do L,ND )</p> <p>1</p> <p>=</p> <p>"gl\ L^N</p> <p>ltDtrn'I</p> <p>I</p> <p>D, r" =nsn'( 2, t L|ND l 'lL,N^)e, S, Nrj.,</p> <p>Nl ne zavise od temperaturc, pa dio lbrmule</p> <p>konstantom (c =</p> <p>cSl</p> <p>(n*'</p> <p>D \ + P lt. \ L,N 4 L,ND )</p> <p>sa</p> <p>tim elementima</p> <p>,,progla_Savano,,</p> <p>Postupak je sledeii: prvo se logaritmuj e pa ond a ftaZimo iz,,rod...</p> <p>lr'l.=11"121nr.7O</p> <p>4LGe:</p> <p>=r4!'dI r=2.5,54o/o =11.08o/o2 .8.260'0</p> <p>st -!=</p> <p>= 76,520/0</p> <p>8od26</p> <p>ELEKTRONIKArleZbe8)</p> <p>Izndunati napon na izlazu kola! Poznata je stadeka karakteristika diode, kao i pripadaiuii elernenti.RI</p> <p>l,5lt R' = 1ooU oo =</p> <p>R'' = 90O</p> <p>Rp Rp = 200c)Qr =25mV U = U,,u^sin,at</p> <p>U^=20mV</p> <p>a=2ttf;f=0I{)</p> <p>1i ' i@c</p> <p>ac</p> <p>Rjeiavamo posebnoistosmjemu.</p> <p>za</p> <p>istosmjermu</p> <p>i</p> <p>naiz,mjenidnu struju. Prvo 4Savamo</p> <p>DC:Fk\ ivalentna sema izgleda ovako:</p> <p>UDD+IDG1+R,)+UD=0</p> <p>uo=uoo-IoG,+R.')Relacija1a.;</p> <p>(a)</p> <p>imatidvije t aLel (koje</p> <p>se mo2e ubacuje kao pravac u grafUI karakteristike. Za pmvac su sasvim dovoljne za pravac):</p> <p>tebamo</p> <p>IJn1,</p> <p>(.Ar-T- 15--t-oza</p> <p>o 1 1,51D:o</p> <p>' Radi manjih konplikacija prva taakaje za a/D-o, a druga</p> <p>I</p> <p>od.26</p> <p>, ELEKTRONIKA</p> <p>oB 0.9 ro 1,1 i,</p> <p>1.3 l,a l5</p> <p>U</p> <p>napona</p> <p>Tadka koja se dobije presjecanjem kankteristike i na.3eg pravcaje ustvari wijednost i struje na izlazu. U naiem sludaju wijednosti su:1D= O,8A,,aUD:0,7V.</p> <p>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 se takode gubi tako da ekvivalentna Serna izgleda:</p> <p>AC:</p> <p>ID</p> <p>=,"("*" -r)</p> <p>du LU diM tl rd</p> <p>tl</p> <p>a</p> <p>du</p> <p>10 od 26</p> <p>ELEKTROMKA</p> <p>25</p> <p>20</p> <p>15</p> <p>5</p> <p>Au lV 0,5v \ ='Lr=ta;A0,5t/ 2OnA = 2sA s-A=nr':nnlln'Dobijamo:</p> <p>i- l</p> <p>R,</p> <p>u+i(&amp;+td+Re')=O</p> <p>Rr</p> <p>+ld+Rp', Rt+rd+Rp</p> <p>.</p> <p>Rt + r,t + Rp'</p> <p>iP'</p> <p>tl..</p> <p>tl sin atl = ^ ''</p> <p>&amp;+rd+Re'</p> <p>R..' napon na izlazu '</p> <p>ll</p> <p>od26</p> <p>ELEKTRONIKA11eibe U sklopu na slici upotrebljene su identiine diode dije su karakteristike date:</p> <p>E=2V R' = looo</p> <p>DC:Poslije izbacivanje desne strane dobijamo:</p> <p>u"</p> <p>-</p> <p>'" t-</p> <p>,,</p> <p>E + I D4 +2U D = IDR] =</p> <p>O</p> <p>E</p> <p>2</p> <p>Odrdujemo pravac:</p> <p>Uo=0 g= E -IoRt 22O= E _ IDRI</p> <p>",</p> <p>,,</p> <p>[,</p> <p>0.R,</p> <p>,</p> <p>Ur=:</p> <p>r _E ,'&amp;ID</p> <p>u.=+</p> <p>2V100c)</p> <p>v;il</p> <p>Tako da tablica izgleda:12 od 26</p> <p>ELEKTRONIKAyeibe</p> <p>Crtanjem grafa dobijamo:</p> <p>|</p> <p>1-e1</p> <p>Napon iznosi</p> <p>U:</p> <p>0,65 ,/pri struji</p> <p>od,</p> <p>I:</p> <p>0,6 A.</p> <p>AC:Ekvivalentna Sema izgleda:</p> <p>,a=LUNl,ZV</p> <p>R =rllRnO,6V</p> <p>"ttizt</p> <p>U n =2rd+Ro'U..</p> <p>2\nt"4 -5nL4</p> <p>= 4\tA</p> <p>13 od 26</p> <p>ELEKTRONIKA</p> <p>l0)</p> <p>vjeZbe putem odrediti polozaj radne tadke za sklop na slici. Izradunati U izlazne Grafidkim diode Dr i Dr su idelaizovane.</p> <p>E, =</p> <p>o,3v</p> <p>uo=E</p> <p>I"R</p> <p>U"*=Uo,=U,,,</p> <p>E</p> <p>=2.5V</p> <p>-E+I!.)R+UD=0</p> <p>uo=E-IoRt^ =4 = 2'5Y = to.10 1 ,1= lomA " R 250e)Tabela pravca izgleda:</p> <p>14 od,26</p> <p>ELIKTRONIKAieZbe</p> <p>-(&amp;.</p> <p>Crafik izgleda ovako:</p> <p>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. u tadki B dolazi do preloma radi pojavljivanja drugog opora. Ostatak je pravac koji se dobija tako Sto ga pronrdemo kroz tatke C i D. Do tadaka dol^zimo ovako: u proizvoljnoj wijednosti napona (0.9 V 1,2 V) izrnjerimo udaljenost izmedu naponske ose i tadke na drugom naponu, i nju nasemo na istu tadku (za rijednost napona) na prvom naponu. Na kraju povudemo pravac (tabela) i dobijarno radnu tadku F i proditamo vrijednosti.</p> <p>i</p> <p>AC: poslije</p> <p>u.,= U '' R,+roIIRt+ld</p> <p>=0</p> <p>U+IR,+Ird=0</p> <p>i</p> <p>rd = r,llntftl=</p> <p>I -' 4+R2</p> <p>R.R,</p> <p>15 od 26</p> <p>u kolu na slici odrediti struju za sve kombinacije poloiaja prekidada. Zener diode</p> <p>.su</p> <p>ua=oUlz = 4l/</p> <p>F=l0nl</p> <p>E"=:'r</p> <p>j</p> <p>AC</p> <p>Et+IacR+UD =0</p> <p>r.^BC</p> <p>=\=a-,t "RE,+IBcR+UDE.</p> <p>^1?AD</p> <p>-</p> <p>E1+ I DzR+ U Dz</p> <p>, -E'-Uu' RBD E2+ IDzR+ U Dz</p> <p>t2I'</p> <p>,4y</p> <p>2.l0ro=O</p> <p>t,,=E' R !"'</p> <p>=</p> <p>!-lL</p> <p>7. tOrO</p> <p>=</p> <p>-lmA,sto jeinver'ra</p> <p>struje (odnostno nema struje).</p> <p>16 od 26</p> <p>ELEKTRONIKAvjeZbe</p> <p>Na slici je dat stabilizator napona</p> <p>sa zener</p> <p>diodom diji</p> <p>je U, = l0f I rd = 70c)</p> <p>a) b)</p> <p>c) d)</p> <p>odrediti struju diode i struju l(roz potrosai ako je U = 40V ako je promjena napona na ulazu AU = 2rl i odrditi Fomjene napona na izlazu izratunati koeficient slabljenja naii izlMnu otpomost stabilizatora</p> <p>R = 600c)</p> <p>xP = 300c) u lol'</p> <p>x,'== looa)</p> <p>Sto izgleda otprilike ovako:</p> <p>Rjesavamo tevenenovom metodom pa imamo:</p> <p>E,</p> <p>=</p> <p>IR,'R</p> <p>FI: I= " =E-= " R+R/ R+ Re</p> <p>Poslije pravljenja hatkog spoja dobijamo 2 paralelna otpomika. Vrijedi:</p> <p>17</p> <p>o11,26</p> <p>ELEKTROMKAiezbe</p> <p>= 13'331' Rr = 200c)Er</p> <p>Ekvivalentna Sema izgleda:</p> <p>Za</p> <p>istosmjemu sauju,</p> <p>zenq dioda</p> <p>se</p> <p>"zamjenjuje" sa otpomikom (unutra.Snja otpomost) i naponom (napon na izlazu diode) pri demu U, nije iTwor!!!</p> <p>E,+I(R,+ro,)+u"=o</p> <p>"= t=' E- U, ll.33V +1ot/ =t5amA Rr +re 200cJ + l0O</p> <p>V;=tn;Il</p> <p>1 =u o =lo'16v = 3j.1 R, looo</p> <p>'</p> <p>b) ekvivalentna Sema za naizmjenidnu strujuR</p> <p>-), )</p> <p>ar</p> <p>r(ir + n, )= o</p> <p>l8</p> <p>od 26</p> <p>EI,EKTRONIKAieZbe</p> <p>R+Rput. Lu R+ Re</p> <p>diod:</p> <p>sepnrrljr rav F,m{</p> <p>l</p> <p>nr=RllRp</p> <p>ur</p> <p>= 0,66V , Rr = 2004</p> <p>Au=2V U r = o'66V Rr = 200o</p> <p>u"'=I r*</p> <p>t= RrU' rd, +u-,= U' "c)</p> <p>.rtlz=31,7mv</p> <p>Rt +rd.</p> <p>k</p> <p>=u' uz</p> <p>Au,t k. u. Lu, _Lt,t _ 11.74 t0'n_0.0158.1 0,66W u,r u|Uredaj je sigumo oslabljivad. Nema pojadanog generatora koji bi mogao da dovede to pojadanje.</p> <p>n,.1=n;,111no</p> <p>p,</p> <p>" =&amp;" R+rr,</p> <p>= 9.9g</p> <p>19 od 26</p> <p>ELEKTRONIKA13')"l DvijevjeZbe zener diode vezane su kao na slici. Napon je 6 t/. Invezne struje zasiienja na sobnoj temperaturi iznose Io, = 5nA i 10, = 10.,r,.1 . Odrediti napone na diodarn4 akosu</p> <p>C&gt;</p> <p>probojni naponi upotrebljenih zener dioda veci od 6 ZD.,</p> <p>q,</p> <p>f-_</p> <p>L, =r,,l."* _,</p> <p>( ,"</p> <p>,,,("? -,)=,",Iu,Iu,</p> <p>=t+ItzUD</p> <p>lnl</p> <p>Ar</p> <p>=,J'.1.l 1",</p> <p>I.</p> <p>UD =</p> <p>,. "</p> <p>r"l.r *</p> <p>I</p> <p>{.]to,</p> <p>)</p> <p>UD =</p> <p>rs-z .r"[</p> <p>\</p> <p>+</p> <p>]!)5.12',7</p> <p>UD = 25mI/ . ln3 = UD - 25nI/ . 1n3 =U</p> <p>,4mV ,4mV 27,4mV =5,9'731'</p> <p>2'7</p> <p>uur=E uo,=6/</p> <p>"'</p> <p>=</p> <p>2'7</p> <p>'4mV</p> <p>tako da nece raditi kao stabilizatot 5,973 V &lt; 6V</p> <p>20 od,26</p> <p>ELDKTRONIKAieLbe</p> <p>I4')</p> <p>silicijumska varikat dioda sa slikovitom koncentracijom primjesa ima kapacitet 20pF pri naponu U: 5 Z Izradunati promjenu kapacitivnosti, ako se napon promenji za t 1rl . Nacrtati grafik tunkcije C" = /(a) . Poznato je da je:</p> <p>N n =10t5 cm</p> <p>!</p> <p>No</p> <p>=2</p> <p>1015</p> <p>cm</p> <p>3</p> <p>Qr = 25mltnt =1,51010</p> <p>cn</p> <p>3</p> <p>- p"F4</p> <p>/\ao</p> <p>=a,lh!!L+h!'o rlJ nt)\</p> <p>I</p> <p>ao</p> <p>=25.10'71,'loi ?(r.s. = 0,5'7V</p> <p>l!:</p> <p>ro'")'</p> <p>,,=^l;kC,=20 pF= 20.10t</p> <p>= 62,5</p> <p>pF</p> <p>=</p> <p>lSpF</p> <p>C', = C"</p> <p>= 22,2pF</p> <p>Ie,</p> <p>_ n,"</p> <p>-</p> <p>is.ro</p> <p>'r'2lod 26</p> <p>ELEKTRONIKA</p> <p>l5)Polis</p> <p>vjeZbe Odrediti R i Rp tako da struja koz zener diode i potroiai budu jednake. Radna tadk zener diode le2i na hiperboli disipacije</p> <p>0.3 ll/</p> <p>TI":6 V</p> <p>+r"Rr</p> <p>r'.''pI</p> <p>U.=U, \-r r= n-=U6V50nLA =t20o \" ' IrE+zRI = 02,. = f</p> <p>n=RR</p> <p>Ln=! 2R2R,</p> <p>n n</p> <p>42</p> <p>Pdis</p> <p>=LI,I -</p> <p>-L= t, U.</p> <p>r-</p> <p>" =la =9iL =511^1 u, 6I/14= 0,lA</p> <p>Ip=I.z=50nA I = I, + I, = 2'sOnA=l00t</p> <p>22 od,26</p> <p>ELEKTRONIKAvjeibe</p> <p>Et +</p> <p>IRl. +</p> <p>^' E, U, I</p> <p>Uz =0</p> <p>72,5vOJA</p> <p>6V</p> <p>6 5t/</p> <p>o,tA</p> <p>n-=4=n=zn-=troo '2</p> <p>+r,</p> <p>E.a)</p> <p>P</p> <p>23 od,26</p> <p>ELEKTRONIKAieZbe 16)</p> <p>Definisatil./ i , paxametre u opstem sludaju, a zatim za sludaj tranzistora u spoju sa ZE. Nactrtati ekvivalentnu Semu na bazi dobijenih jednaiina.</p> <p>v</p> <p>!r!t</p> <p>{!z L-lzrUt+lztUtUt+lt</p> <p>I-r L rUt"+!rzA" !": lzUu+ LzlL".</p>