ЗАДАЧИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Институт информационных технологий

Специальность: Промышленная электроника

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По курсу: Электронные приборы

Вариант № 6

Студент-заочник 2 курса

Группы № 481971

Гавриленков Егор Олегович

Проверил

Минск, 2015

СОДЕРЖАНИЕ

Ведение......................................................................................................... 3

Задача №2.................................................................................................... 4

Задача №4.................................................................................................... 5

Теоретический вопрос №1.......................................................................... 9

Теоретический вопрос №2......................................................................... 13

Заключение................................................................................................. 19

Список литературы.................................................................................... 20

ВВЕДЕНИЕ

Данная контрольная работа написана с целью введения в предмет – электронные приборы. Курс «Электронные приборы» изучает: классификацию электронных приборов по характеру рабочей среды, принципу действия и диапазону рабочих частот, основные свойства и особенности электронных приборов, роль электронных приборов в радиоэлектронике, телекоммуникационных системах, вычислительных комплексах и других областях науки и техники, значение курса как одной из базовых дисциплин радиотехнических специальностей. Главной целью является, самостоятельное изучение материала входящего в курс программы обучения.

Контрольная работа разделяется на теоретическую и практическую части, для самостоятельного выполнения. В практическую часть входит решение задач по поставленным заданиям. В теоретическую часть входит изучение примесных полупроводников и диодных тиристоров, их структурные схемы и характеристики.

ЗАДАЧИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Задача №2

Исходные данные:

Стабилитрон подключен для стабилизации напряжения параллельно резистору нагрузки R_H. Параметры стабилитрона U_cт=8 В; I_{cт min}=5 мА; I_{cт max}=30 мА и сопротивление нагрузки R_H=1кОМ. Определите величину сопротивления ограничительного резистора R_огр, если напряжение источника Е₀ изменяется от E_min=20 В до E_max=30 B. Будет ли обеспечена стабилизация во всем диапазоне изменений напряжения источника Е?

Решение:

Средний ток стабилизации:

При этом необходимая величина питания будет равна:

Отсюда можно найти необходимую величину ограничительного резистора:

Средняя величина питающего напряжения:

Ток нагрузки:

Из этого следует что:

Диапазон изменения напряжения будет равным:

Отсюда видно, что стабилизация получается во всем диапазоне изменения напряжения питания.

Задача№4

Исходные данные:

Фотодиод включен последовательно с источником питания и нагрузочным резистором R_Н=80 кОм. Обратный ток насыщения затемненного фотодиода (темновой ток) равен I₀=7 мкА.

Фототок диода в фотогальваническом режиме при коротком замыкании перехода составляет I_ф1=30 мкА при потоке световой энергии Ф₁; I_ф2=60 мкА при потоке световой энергии Ф₂; I_ф3=0 при потоке световой энергии Ф₃=0.

Вычислить и построить семейство ВАХ идеализированного фотодиода для световых потоков Ф₁, Ф₂ и Ф₃ в области напряжений U от 0 до – 10 В (при расчетах принять, что фототок не зависит от напряжения на запертом переходе; Т = 300 К).

Определить напряжение холостого хода U_xx перехода диода для Ф₁, Ф₂ и Ф₃ и значения Ф_1,2 (лм), считая токовую чувствительность при монохроматическом световом потоке равной Si=1,5*10-2 мкА/лм.

Описать принцип работы, характеристики и параметры фотодиода.

Решение:

Ток, протекающий через фотодиод:

,

где − фототок, − тепловой ток перехода, U − напряжение на диоде.

При разомкнутой внешней цепи R_н=∞, I_общ=0 − и напряжение при холостом ходе равно фото ЭДС:

.

Для фотодиода, работающего в фотодиодном режиме:

мкА

мкА

мкА

Таблица значений для построения вольт-амперной характеристики.

Принцип работы фотодиода основан на внутреннем фотоэффекте, то есть способностью полупроводника генерировать электронно-дырочные пары внешнем облучении p-n-перехода оптическим излучением.

Фотодиоды могут работать в одном из двух режимов:

1)без внешнего источника электрической энергии (вентильный режим);

2)с внешним источником электрической энергии (фотопреобразовательный режим).

Особенности:

1. простота технологии изготовления и структур;

2. сочетание высокой фоточувствительности и быстродействия;

3. малое сопротивление базы;

4. малая инерционность.

Характеристики фотодиода:

1)Вольт-амперная характеристика (ВАХ) – зависимость выходного напряжения от входного тока. U_Φ = f(I_Φ).

2)Спектральные характеристики – зависимость фототока от длины волны падающего света на фотодиод. Она определяется со стороны больших длин волн шириной запрещённой зоны, при малых длинах волн большим показателем поглощения и увеличения влияния поверхностной рекомбинации носителей заряда с уменьшением длины волны квантов света. То есть коротковолновая граница чувствительности зависит от толщины базы и от скорости поверхностной рекомбинации. Положение максимума в спектральной характеристике фотодиода сильно зависит от степени роста коэффициента поглощения.

3)Световые характеристики – зависимость фототока от освещённости, соответствует прямой пропорциональности фототока от освещённости. Это обусловлено тем, что толщина базы фотодиода значительно меньше диффузионной длины неосновных носителей заряда. То есть практически все неосновные носители заряда, возникшие в базе, принимают участие в образовании фототока.

4)Постоянная времени – это время, в течение которого фототок фотодиода изменяется после освещения или после затемнения фотодиода в е раз (63 %) по отношению к установившемуся значению.

5)Темновое сопротивление – сопротивление фотодиода в отсутствие освещения.

6)Инерционность.

Параметры фотодиода:

1.Величина фототока I_ф при номинальном световом потоке, определяемым заводом-изготовителем.

2.Рабочее напряжение − обратное напряжение, которое прикладывается к фотодиоду.

3.Интегральная чувствительность .

4.Граничная частота фотодиода (до 10¹² Гц).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: