Физические основы электроники

Бочаров Е.И., Павлов В.М., Першин Ю.М.
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ
Контрольное задание
и методические указания к его выполнению
для студентов заочной формы обучения
Основная профессиональная образовательная программа
210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»
Квалификация бакалавр

Готовые работы по физическим основам электроники можно приобрести онлайн.
Стоимость одного готового варианта по физическим основам электроники указана напротив каждого варианта.
Стоимость выполнения контрольной работы на заказ уточняйте при заказе.

Решение подробно расписано в формате Word. На почту высылаем файл word + копию в pdf.
Выполнены следующие варианты:
(можно купить решенные ранее работы по физическим основам электроники онлайн и мгновенно получить на email)

Задание 1
Задача 1.1
В полупроводнике n типа концентрация атомов донорной примеси составляет N_D = 10¹⁶ см^-3, Т = 300 К.
Определить концентрации основных и неосновных носителей зарядов n_n и p_n и положение уровня Ферми относительно середины запрещенной зоны Е_Fn - E_i

Исходные данные:

Задание 2
Задача 2.3
Контактная разность потенциалов в резком p-n-переходе φ_к0 = 0,7 В. Удельная электрическая проводимость p-области σ_р = 1 См/см, Т = 300 К.
Определить ширину перехода Δ₀ и отношение ширины участков перехода, лежащих в n- и р-областях Δ_n/Δ_p.
Исходные данные:

Задание 3
Задача 3.1
Биполярный транзистор n-p-n-структуры, включенный по схеме ОЭ, имеет параметры:  сквозной тепловой ток I₀, коэффици-ент передачи тока базы β, инверсный коэффициент передачи тока базы β_I. Заданы напряжения между электродами U_бэ и U_кэ.
Определить в каком режиме работает транзистор. Рассчитать токи в цепях эмиттера i_э, коллектора i_к и базы i_б. Рассчитать токи i_э, i_к и i_б при увеличении напряжения U_бэ на 50 мВ.
Исходные данные:

Задание 1
Задача 1.9
Время жизни неравновесных электронов в полупроводнике, находящемся под внешним воздействием, t_n = 10^-6 с.
Определить относительное уменьшение концентрации избыточных электронов за время t после выключения внешнего воздействия Δn(t)/Δn(0).

Исходные данные:

Задание 2
Задача 2.4
Отношение ширины участков резкого p-n-перехода, лежащего в n- и p-областях   Δ_n/Δ_p = 0,1. Удельная электрическая проводимость p-области s_р = 10 См/см, Т = 300 К.
Определить контактную разность потенциалов j_к0 и ширину перехода Δ₀ в равновесном состоянии (u = 0).
Исходные данные:

Задание 3
Задача 3.1
Биполярный транзистор n-p-n-структуры, включенный по схеме ОЭ, имеет параметры:  сквозной тепловой ток I₀, коэффициент передачи тока базы β, инверсный коэффициент передачи тока базы β_I. Заданы напряжения между электродами U_бэ и U_кэ.
Определить в каком режиме работает транзистор. Рассчитать токи в цепях эмиттера i_э, коллектора i_к и базы i_б. Рассчитать токи i_э, i_к и i_б при увеличении напряжения U_бэ на 50 мВ.
Исходные данные:

Задание 1
Задача 1.11
Полупроводник находится под стационарным внешним воздействием, выражающемся в инжекции в него электроном в сечение х_р. Диффузионная длина электронов L_n = 0,01 см.
Определить относительное уменьшение концентрации избыточных электронов на расстоянии х от места их введения Δn(х + х_p)/Δn(х_p)
Исходные данные:

Задание 1
Задача 1.4
В полупроводнике р-типа уровень Ферми Е_Fp расположен на 0,25 эВ ниже середины запрещенной зоны Е_i. Т = 300 К.
Определить концентрации основных и неосновных носителей заряда n_р и p_р.
Исходные данные:

Задание 2
Задача 2.6
Обратный тепловой ток резкого p-n-перехода I₀ = 10^-12 А, сопротивление тела базы равно r’_Б, Т = 300 К.
Рассчитать и построить на графике прямую ветвь ВАХ p-n-перехода в интервале токов i = 0…20 мА. Провести ее кусочно-линейную аппроксимацию и определить пороговое напряжение U. Определить смещение прямой ветви ВАХ вдоль оси напряжений Δu при изменении температуры на ΔТ.
Исходные данные:

Задание 3
Задача 3.5
Полевой транзистор с каналом n-типа, включенный по схеме ОИ, имеет параметры: удельная крутизна b, пороговое напряжение U_пор. Задано напряжение U_си.
Рассчитать и построить на графике управляющую характеристики транзистора i_с = f(U_зи). Расчеты выполнить в диапазоне изменения напряжения U_зи, соответствующем  изменению тока i_с = 0…20 мА.
Исходные данные:

Задание 1
Задача 1.5
В полупроводнике n-типа концентрация атомов донорной примеси составляет  N_д = 10¹⁷см^-3, Т = 300 К.
Определить концентрацию атомов донорной примеси N_д.
Исходные данные:

Задание 2
Задача 2.4
Отношение ширины участков резкого p-n-перехода, лежащего в n- и p-областях   Δ_n/Δ_p = 0,1. Удельная электрическая проводимость p-области s_р = 10 См/см,  Т = 300 К.
Определить контактную разность потенциалов j_к0 и ширину перехода Δ₀ в равновесном состоянии (u = 0).
Исходные данные:

Задание 3
Задача 3.5
Полевой транзистор с каналом n-типа, включенный по схеме ОИ, имеет параметры: удельная крутизна b, пороговое напряжение U_пор. Задано напряжение U_си.
Рассчитать и построить на графике управляющую характеристики транзистора i_с = f(U_зи). Расчеты выполнить в диапазоне изменения напряжения U_зи, соответствующем  изменению тока  i_с = 0…20 мА
Исходные данные:

Задание 1
Задача 1.2
В полупроводнике n-типа уровень Ферми Е_Fn расположен на 0,25 эВ выше середины запрещенной зоны Е_i. Т = 300 К
Определить концентрации основных и неосновных носителей заряда n_n и p_n.

Исходные данные:

Задание 2
Задача 2.8
Концентрации атомов донорной и акцепторной примесей в областях полупроводника, образующих резкий p-n-переход, равны N_д = 10¹⁸ см^-3 и N_А = 10¹⁶ см^-3. Площадь перехода равна S, время жизни неравновесных электронов t_n = 10^-6 с, Т = 300 К.
Определить обратный тепловой ток перехода I₀, дифференциальное сопротивление r_pn и диффузионную емкость перехода С_диф при прямом токе i = 10 мА.
Исходные данные:

Задание 3
Задача 3.2
Биполярный транзистор n-p-n-структуры, включенный по схеме ОЭ, имеет параметры: сквозной тепловой ток I₀, коэффициент передачи тока базы β. Задано напряжение U_кэ.
Рассчитать и построить на графике входную i_б = f (U_бэ )  и управляющую i_к = f (U_бэ )   характеристики транзистора. Расчеты выполнить в диапазоне изменения напряжения U_бэ, соответствующем изменению тока i_к = 0…20 мА.
Исходные данные:

Задание 1
Задача 1.9
Время жизни неравновесных электронов в полупроводнике, находящемся под внешним воздействием, t_n = 10^-6 с.
Определить относительное уменьшение концентрации избыточных электронов за время t после выключения внешнего воздействия Δn(t)/Δn(0).

Исходные данные:

Задание 2
Задача 2.7
Концентрации атомов донорной и акцепторной примесей в областях полупроводника, образующих резкий p-n-переход, равны N_д = 10¹⁷ см^-3 и N_А = 10¹⁴ см^-3. Площадь перехода равна S, Т = 300 К.
Определить обратный тепловой ток перехода I₀, барьерную емкость перехода С_б при подаче на переход обратного напряжения u = 5 В.
Исходные данные:

Задание 3
Задача 3.5
Полевой транзистор с каналом n-типа, включенный по схеме ОИ, имеет параметры: удельная крутизна b, пороговое напряжение U_пор. Задано напряжение U_си.
Рассчитать и построить на графике управляющую характеристики транзистора i_с = f(U_зи). Расчеты выполнить в диапазоне изменения напряжения U_зи, соответствующем изменению тока i_с = 0…20 мА.
Исходные данные:

Задание 1
Задача 1.5
В полупроводнике n-типа концентрация атомов донорной примеси составляет N_д = 10¹⁷см^-3, Т = 300 К.
Определить удельное сопротивление полупроводника r_n и его отношение к удельному сопротивлению собственного проводника r_n/r_i.

Исходные данные:

Задание 2
Задача 2.3
Концентрации атомов донорной и акцепторной примесей в областях полупроводника, образующих резкий p-n-переход, равны N_д = 10¹⁸ см^-3 и N_А = 10¹⁵ см^-3. Площадь перехода равна S, время жизни неравновесных электронов t_n = 10^-6 с, Т = 300 К.
Определить обратный тепловой ток перехода I₀, барьерную емкость перехода С_б в равновесном состоянии (u = 0) и диффузионную емкость перехода С_диф при прямом токе i = 10 мА.
Исходные данные:

Задание 3
Задача 3.3
Биполярный транзистор n-p-n-структуры, включенный по схеме ОЭ, имеет параметры: сквозной тепловой ток I₀, коэффициент передачи тока базы β. Заданы напряжение питания E_К и нагрузочное сопротивление R_К.
Рассчитать и построить на графике передаточную характеристику транзистора U_кэ = f (U_бэ). Расчеты выполнить в диапазоне изменения напряжения U_бэ, соответствующем изменению напряжения U_кэ = 0… E_К. В рабочей точке, соответствующей U_кэ = E_К/2, рассчитать коэффициенты усиления по току K_I и по напряжению K_U.
Исходные данные:

Задание 1
Задача 1.8
Отношение удельного сопротивления полупроводника р-типа к удельному сопротивлению собственного полупроводника составляет r_р/r_i = 10^-4, Т = 300 К.
Определить концентрацию атомов акцепторной примеси N_A.
Исходные данные:

Задание 2
Задача 2.6
Обратный тепловой ток резкого p-n-перехода I₀ = 10^-12 А, сопротивление тела базы равно r’_Б, Т = 300 К.
Рассчитать и построить на графике прямую ветвь ВАХ p-n-перехода в интервале токов i = 0…20 мА. Провести ее кусочно-линейную аппроксимацию и определить пороговое напряжение U. Определить смещение прямой ветви ВАХ вдоль оси напряжений Δu при изменении температуры на ΔТ.
Исходные данные:

Задание 3
Задача 3.6
Полевой транзистор с каналом n-типа, включенный по схеме ОИ, имеет параметры: удельная крутизна b, пороговое напряжение U_пор. Заданы напряжение питания E₀ и нагрузочное сопротивление  R₀.
Рассчитать и построить на графике передаточную характеристику транзистора U_си = f (U_зи). Расчеты выполнить в диапазоне изменения напряжения U_зи = U_пор … 0. В рабочей точке, соответствующей U_си = E₀/2, рассчитать коэффициент усиления по току K_I.
Исходные данные:

Задание 1
Задача 1.3
В полупроводнике р-типа концентрация атомов акцепторной примеси составляет N_А = 10¹⁷ см^-3, Т = 300 К.
Определить концентрации основных и неосновных носителей заряда n_n и p_n и положение уровня Ферми относительно середины запрещенной зоны E_Fn - E_i.
Исходные данные:

Задание 2
Задача 2.1
Концентрации атомов донорной и акцепторной примесей в областях полупроводника, образующих резкий p-n-переход, равны N_д = 10¹⁶ см^-3 и N_А = 10¹⁵ см^-3, Т = 300 К.
Определить контактную разность потенциалов j_к0 и ширину перехода Δ₀ в равновесном состоянии (u = 0), а также отношение ширины участков перехода, лежащих в n- и p- областях Δ_n/Δ_p.
Исходные данные:

Задание 3
Задача 3.6
Полевой транзистор с каналом n-типа, включенный по схеме ОИ, имеет параметры: удельная крутизна b, пороговое напряжение U_пор. Заданы напряжение питания E_с и нагрузочное сопротивление  R_с.
Рассчитать и построить на графике передаточную характеристику транзистора U_си = f (U_зи ). Расчеты выполнить в диапазоне изменения напряжения U_зи = U_пор … 0. В рабочей точке, соответствующей U_си = E_С / 2, рассчитать коэффициент усиления по току K_I.
Исходные данные:

Задание 1
Задача 1.5
В полупроводнике n-типа концентрация атомов донорной примеси составляет N_д = 10¹⁷см^-3, Т = 300 К.
Определить удельное сопротивление полупроводника r_n и его отношение к удельному сопротивлению собственного проводника r_n/r_i.

Исходные данные:

Задание 2
Задача 2.6
Обратный тепловой ток резкого p-n-перехода I₀ = 10^-12 А, сопротивление тела базы равно r’_Б, Т = 300 К.
Рассчитать и построить на графике прямую ветвь ВАХ p-n-перехода в интервале токов i = 0…20 мА. Провести ее кусочно-линейную аппроксимацию и определить пороговое напряжение U. Определить смещение прямой ветви ВАХ вдоль оси напряжений Δu при изменении температуры на ΔТ.
Исходные данные:

Задание 3
Задача 3.3
Биполярный транзистор n-p-n-структуры, включенный по схеме ОЭ, имеет параметры:  сквозной  тепловой  ток  I₀, коэффициент передачи тока базы  β. Заданы напряжение питания E_К и нагрузочное сопротивление R_К.
Рассчитать и построить на графике передаточную характеристику транзистора U_кэ = f (U_бэ). Расчеты выполнить в диапазоне изменения напряжения U_бэ, соответствующем изменению напряжения U_кэ = 0… E_К. В рабочей точке, соответствующей U_кэ = E_К/2, рассчитать коэффициенты усиления по току K_I и по напряжению K_U.
Исходные данные:

Задание 1
Задача 1.13
Полупроводник находится под стационарным внешним воздействием, выражающемся в однородном облучении его светом. Скорость генерации электронов под действием света G_вн = 10²⁰ см^-3/с. Время жизни неравновесных электронов в полупроводнике t = 10^-7 с.
Определить избыточную концентрацию электронов Δn.
Исходные данные:

Задание 2
Задача 2.10
Концентрации атомов донорной и акцепторной примесей в областях полупроводника, образующих резкий p-n-переход, равны N_д = 10¹⁷ см^-3 и N_А = 10¹⁵ см^-3. Площадь перехода равна S, Т = 300 К.
Определить обратный тепловой ток перехода I₀, барьерную емкость  С _бар и дифференциальное сопротивление перехода r_pn  в равновесном состоянии (u=0, i=0)
Исходные данные:

Задание 3
Задача 3.6
Полевой транзистор с каналом n-типа, включенный по схеме ОИ, имеет параметры: удельная крутизна b, пороговое напряжение U_пор. Заданы напряжение питания E_с и нагрузочное сопротивление  R_с.
Рассчитать и построить на графике передаточную характеристику транзистора U_си = f (U_зи ). Расчеты выполнить в диапазоне изменения напряжения U_зи = U_пор … 0. В рабочей точке, соответствующей U_си = E_С / 2, рассчитать коэффициент усиления по току K_I.
Исходные данные:

Задание 1
Задача 1.10
Время жизни неравновесных электронов в полупроводнике, находящемся под внешним воздействием, t_n = 10^-7 с.
Определить интервал времени t после выключения внешнего воздействия, в течение которого концентрация избыточных электронов уменьшится в К раз.

Исходные данные:

Задание 2
Задача 2.1
Концентрации атомов донорной и акцепторной примесей в областях полупроводника, образующих резкий p-n-переход, равны N_д = 10¹⁶ см^-3 и N_А = 10¹⁵ см^-3, Т = 300 К.
Определить контактную разность потенциалов j_к0 и ширину перехода Δ₀ в равновесном состоянии (u = 0), а также отношение ширины участков перехода, лежащих в n- и p- областях Δ_n/Δ_p.
Исходные данные:

Задание 3
Задача 3.3
Биполярный транзистор n-p-n-структуры, включенный по схеме ОЭ, имеет параметры:  сквозной  тепловой  ток  I₀, коэффициент передачи тока базы  β. Заданы напряжение питания E_К и нагрузочное сопротивление R_К.
Рассчитать и построить на графике передаточную характеристику транзистора U_кэ = f (U_бэ). Расчеты выполнить в диапазоне изменения напряжения U_бэ, соответствующем изменению напряжения U_кэ = 0… E_К. В рабочей точке, соответствующей U_кэ = E_К/2, рассчитать коэффициенты усиления по току K_I и по напряжению K_U.
Исходные данные:

Задание 1
Задача 1.6
Отношение удельного сопротивления проводника n-типа к удельному сопротивлению собственного проводника составляет r_n/r_i = 10^-3, Т = 300 К.
Определить концентрацию атомов донорной примеси N_д.
Исходные данные:

Задание 2
Задача 2.8
Концентрации атомов донорной и акцепторной примесей в областях полупроводника, образующих резкий p-n-переход, равны N_д = 10¹⁸ см^-3 и N_А = 10¹⁶ см^-3. Площадь перехода равна S, время жизни неравновесных электронов t_n = 10^-6 с, Т = 300 К.
Определить обратный тепловой ток перехода I₀, дифференциальное сопротивление r_pn и диффузионную емкость перехода С_диф при прямом токе i = 10 мА.
Исходные данные:

Задание 3
Задача 3.6
Полевой транзистор с каналом n-типа, включенный по схеме ОИ, имеет параметры: удельная крутизна b, пороговое напряжение U_пор. Заданы напряжение питания E_с и нагрузочное сопротивление  R_с.
Рассчитать и построить на графике передаточную характеристику транзистора U_си = f (U_зи ). Расчеты выполнить в диапазоне изменения напряжения U_зи = U_пор … 0. В рабочей точке, соответствующей U_си = E_С / 2, рассчитать коэффициент усиления по току K_I.
Исходные данные:

Задание 1
Задача 1.4
В полупроводнике р-типа уровень Ферми Е_Fp расположен на 0,25 эВ ниже середины запрещенной зоны Е_i. Т = 300 К
Определить концентрации основных и неосновных носителей заряда n_р и p_р.

Исходные данные:

Задание 2
Задача 2.10
Концентрации атомов донорной и акцепторной примесей в областях полупроводника, образующих резкий p-n-переход, равны N_д = 10¹⁷ см^-3 и N_А = 10¹⁵ см^-3. Площадь перехода равна S, Т = 300 К.
Определить тепловой ток перехода I₀, барьерную емкость перехода С_б и дифференциальное сопротивление перехода r_pn в равновесном состоянии (u = 0, i = 0).
Исходные данные:

Задание 3
Задача 3.3
Биполярный транзистор n-p-n-структуры, включенный по схеме ОЭ, имеет параметры:  сквозной  тепловой  ток  I₀, коэффициент передачи тока базы  β. Заданы напряжение питания E_К и нагрузочное сопротивление R_К.
Рассчитать и построить на графике передаточную характеристику транзистора U_кэ = f (U_бэ). Расчеты выполнить в диапазоне изменения напряжения U_бэ, соответствующем изменению напряжения U_кэ = 0… E_К. В рабочей точке, соответствующей U_кэ = E_К/2, рассчитать коэффициенты усиления по току K_I и по напряжению K_U.
Исходные данные: