PN Junctions

Animation | How a P N junction semiconductor works | forward reverse bias | diffusion drift current (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

PN Junctions

Diskrete halvleder enheder og kredsløb


Spørgsmål 1

Lad ikke bare sidde der! Byg noget !!

At lære at matematisk analysere kredsløb kræver meget undersøgelse og praksis. Normalt praktiserer eleverne ved at arbejde igennem masser af prøveproblemer og kontrollere deres svar mod dem fra lærebogen eller instruktøren. Mens dette er godt, er der en meget bedre måde.

Du vil lære meget mere ved faktisk at opbygge og analysere rigtige kredsløb, så din testudstyr giver svarene "i stedet for en bog eller en anden person. Følg disse trin for succesfulde øvelser i kredsløbsopbygning:

  1. Mål og registrer omhyggeligt alle komponentværdier forud for kredsløbskonstruktionen, og vælg modstandsværdier, der er høje nok til at skade eventuelle aktive komponenter usandsynligt.
  2. Tegn skematisk diagram for kredsløbet, der skal analyseres.
  3. Opbyg forsigtigt dette kredsløb på et brødbræt eller andet passende medium.
  4. Kontroller nøjagtigheden af ​​kredsløbets konstruktion, efter hver ledning til hvert forbindelsessted, og kontroller disse elementer en for en på diagrammet.
  5. Matematisk analysere kredsløbet, løse for alle spændings- og strømværdier.
  6. Mål forsigtigt alle spændinger og strømme for at kontrollere nøjagtigheden af ​​din analyse.
  7. Hvis der er væsentlige fejl (mere end et par procent), skal du kontrollere dit kredsløbs konstruktion grundigt på diagrammet, og genkalder derefter værdierne og genmåles omhyggeligt.

Når elever først lærer om halvlederindretninger, og som mest sandsynligt vil beskadige dem ved at foretage ukorrekte forbindelser i deres kredsløb, anbefaler jeg, at de eksperimenterer med store komponenter med høj wattage (1N4001 rectifying dioder, TO-220 eller TO-3-tilfælde strømtransistorer, osv.), og ved brug af tørcelle batterikilder snarere end en strømforsyning. Dette mindsker sandsynligheden for komponentskader.

Som sædvanlig, undgå meget høje og meget lave modstand værdier for at undgå målefejl forårsaget af meter "loading" (i den høje ende) og for at undgå transistor udbrænding (i den lave ende). Jeg anbefaler modstande mellem 1 kΩ og 100 kΩ.

En måde du kan spare tid på og reducere muligheden for fejl er at begynde med et meget simpelt kredsløb og trinvis tilføje komponenter for at øge dens kompleksitet efter hver analyse, i stedet for at opbygge et helt nyt kredsløb for hvert øvelsesproblem. En anden tidsbesparende teknik er at genbruge de samme komponenter i en række forskellige kredsløbskonfigurationer. På den måde må du ikke måle en komponents værdi mere end én gang.

Reveal svar Skjul svar

Lad elektronerne selv give dig svarene på dine egne "praksisproblemer"!

Bemærkninger:

Det har været min erfaring, at eleverne kræver meget praksis med kredsløbsanalyse at blive dygtige. Til dette formål giver instruktører normalt deres elever mange øvelsesproblemer til at arbejde igennem og giver svar til, at eleverne tjekker deres arbejde imod. Mens denne tilgang gør eleverne dygtige i kredsløbsteori, undlader det at uddanne dem fuldt ud.

Studerende behøver ikke bare matematisk praksis. De har også brug for rigtige, praktisk praktiske bygningskredsløb og brug af testudstyr. Så jeg foreslår følgende alternative tilgang: eleverne skal bygge deres egne "praksisproblemer" med virkelige komponenter og forsøge at matematisk forudsige forskellige spændings- og aktuelle værdier. På den måde kommer den matematiske teori "levende", og de studerende får praktisk færdighed, de ikke ville vinde ved blot at løse ligninger.

En anden grund til at følge denne fremgangsmåde er at lære eleverne videnskabelig metode : processen med at teste en hypotese (i dette tilfælde matematiske forudsigelser) ved at udføre et rigtigt eksperiment. Studerende vil også udvikle rigtige fejlfindingskompetencer, da de lejlighedsvis laver kredsløbsbyggeri fejl.

Tilbring et par øjeblikke med din klasse for at gennemgå nogle af de "regler" for bygningskredsløb, før de begynder. Diskuter disse spørgsmål med dine elever på samme socratiske måde, som du normalt vil diskutere arbejdsarkets spørgsmål, snarere end blot at fortælle dem, hvad de burde og ikke burde gøre. Jeg ophører aldrig med at blive overrasket over, hvor dårlige eleverne får fat i instruktioner, når de præsenteres i et typisk foredrag (instruktørmonolog) format!

En note til de instruktører, der kan klage over den "spildte" tid, der kræves for at få eleverne til at opbygge virkelige kredsløb i stedet for bare at matematisk analysere teoretiske kredsløb:

Hvad er formålet med eleverne, der tager dit kursus? Panelarkontrolpanelets standardpanel?

Spørgsmål 2

Forholdet mellem spænding og strøm for et PN kryds er beskrevet ved denne ligning, undertiden omtalt som "diode ligningen" eller "Shockleys diode ligning" efter dens opdagelsesenhed:

I D = I S (e ((qV D ) / NkT) - 1)

Hvor,

I D = Strøm gennem PN-krydset, i forstærkere

I S = PN forbindelsesmætningsstrøm, i forstærkere (typisk 1 picoamp)

e = Euler's nummer ≈ 2.718281828

q = Electron unit charge, 1, 6 × 10-19 coulombs

V D = Spænding over PN-forbindelsen, i volt

N = Nonideality-koefficient eller emissionskoefficient (typisk mellem 1 og 2)

k = Boltzmann konstant, 1, 38 × 10 -23

T = Kombinationstemperatur, grader Kelvin

I første omgang kan denne ligning være meget skræmmende, indtil du indser, at der kun er tre variable i det: I D, V D og T. Alle de andre udtryk er konstanter. Da vi i de fleste tilfælde antager, at temperaturen er temmelig konstant, har vi egentlig kun at beskæftige sig med to variabler: diode strøm og diode spænding. Baseret på denne erkendelse, skriv ligningen som en proportionalitet frem for en ligestilling, der viser, hvordan de to variabler af diode strøm og spænding vedrører:

I D α. . .

Baseret på denne forenklede ligning, hvordan ser en I / V-graf for et PN-kryds ud? Hvordan sammenligner denne graf med I / V-grafen for en modstand?

Reveal svar Skjul svar

Forenklet proportionalitet:

I D α og V D

Grafen beskrevet af "diodeformel" er en standard eksponentiel kurve, der stiger kraftigt som den uafhængige variabel (V D, i dette tilfælde) stiger. Den tilsvarende graf for en modstand er selvfølgelig lineær.

Bemærkninger:

Bed dine elever om at skitsere deres egen gengivelse af en eksponentiel kurve på tavlen for alle at se. Lad dem ikke komme væk med parroting svaret: "Det er en eksponentiel kurve."

Spørgsmål 3

Den karakteristiske farvede glød fra et gasudladnings elektrisk lys er resultatet af energi, der udsendes af elektroner i gasatomerne, da de falder fra højt niveau "ophidsede" stater tilbage til deres naturlige ("jorden") tilstande. Som en generel regel om elektronadfærd skal de absorbere energi fra en ekstern kilde for at springe ind på et højere niveau, og de frigiver den energi, når de vender tilbage til deres oprindelige niveau.

På grund af forekomsten af ​​dette fænomen, hvad formoder du, at det kan forekomme inde i et PN-kryds, da det fører en elektrisk strøm "# 3"> Reveal svar Skjul svar

PN krydsninger udsender energi af en karakteristisk bølgelængde, når de udfører strøm. For nogle typer PN-kryds er bølgelængderne inden for det synlige lysområde.

Opfølgningsspørgsmål: Hvilken praktisk anvendelse kan du tænke på for dette fænomen?

Bemærkninger:

Den praktiske anvendelse af dette fænomen skal være indlysende, og det er meget almindeligt i moderne elektronisk udstyr. Diskuter med dine elever energieffektiviteten af ​​denne lysemission sammenlignet med en glødelampe.

Spørgsmål 4

Når halvlederstykker af typen "P" og "N" bringes i tæt kontakt vil fri elektroner fra "N" -stykket skynde sig for at fylde huller i "P" stykket, hvilket skaber en zone på begge sider af kontaktområdet uden opladere. Hvad hedder denne zone, og hvad er dens elektriske egenskaber?

Reveal svar Skjul svar

Dette kaldes udtømningsområdet, og det er i det væsentlige en isolator ved stuetemperatur.

Bemærkninger:

Studerende skal vide, at både halvledere af typen "N" og "P" er elektrisk ledende. Så når en udtømningsområde dannes i kontaktzonen mellem to forskellige halvledertyper, skal ledningsevnen fra ende til ende være påvirket. Spørg dine elever om, hvad denne effekt er, og hvilke faktorer der kan påvirke det.

Spørgsmål 5

Hvad sker der med tykkelsen af ​​udtømningsområdet i et PN-kryds, når der anvendes en ekstern spænding?

Reveal svar Skjul svar

Svaret på dette spørgsmål afhænger helt af polariteten af ​​den anvendte spænding! En polaritet har tendens til at udvide udtømningsområdet, mens den modsatte polaritet har tendens til at komprimere den. Jeg vil lade dig bestemme, hvilken polaritet der udfører hvilken handling, baseret på din forskning.

Bemærkninger:

Spørg dine elever om, hvilken virkning denne ændring i udtømningslagtykkelsen har på den samlede ledningsevne gennem PN-krydset. Under hvilke forhold vil ledningsevnen være størst, og under hvilke forhold vil ledningsevnen være mindst?

Spørgsmål 6

Vist her er to energidiagrammer: en til "P" -type halvledende materiale og en anden til en "N" -type.

Dernæst er et energidiagram, der viser starttilstanden, når disse to stykker halvledende materiale bringes i berøring med hinanden. Dette kaldes et flatbordsdiagram :

Staten repræsenteret af "flatband" diagrammet er absolut en midlertidig. De to forskellige Fermi-niveauer er uforenelige med hinanden i mangel af et eksternt elektrisk felt.

Tegn et nyt energidiagram, der repræsenterer de endelige energitilstande, efter at de to Fermi-niveauer er udlignet.

Bemærk: E f repræsenterer Fermi-energiniveauet, og ikke en spænding. I fysik står E altid for energi og V for elektrisk potentiale (spænding).

Reveal svar Skjul svar

Elektroner fra N-stykket skyndte sig over for at fylde huller i P-stykket for at opnå en lavere energitilstand og udligne de to Fermi-niveauer. Denne forskydning af ladningsbærere skabte et elektrisk felt, der tegner sig for de skrånende energibånd i midterområdet.

Opfølgningsspørgsmål: Hvad hedder denne mellemregion "noter skjult"> Noter:

Dette er en af ​​de begreber, jeg bare ikke kunne forstå, da jeg ikke havde nogen forståelse af elektronernes kvante karakter. I den "planetære" atommodel er der ingen grund til, at elektroner bevæger sig fra N-stykket til P-stykket, medmindre der var et elektrisk felt, der skubber dem i den retning. Og omvendt, når et elektrisk felt blev skabt af ubalancen af ​​elektroner, ville den frihjulede planetariske teori have forudsagt, at elektronerne bevæger sig ret tilbage, hvor de kom fra for at neutralisere marken.

Når man først forstår betydningen af ​​kvantiserede energistater og princippet om, at partikler ikke "holder fast" på unødvendig energi og derfor forbliver i høj stater, når de kan gå ned til et lavere niveau, bliver konceptet meget klarere.

Spørgsmål 7

Tegn et energidiagram for en PN-halvlederkryds under påvirkning af en omvendt ekstern spænding.

Reveal svar Skjul svar

Bemærk: E f repræsenterer Fermi-energiniveauet, og ikke en spænding. I fysik står E altid for energi og V for elektrisk potentiale (spænding).

Bemærkninger:

Her er det meget vigtigt, at eleverne forstår virkningerne af et elektrisk felt på energibånd.

Spørgsmål 8

Tegn et energidiagram for en PN-halvlederkryds under påvirkning af en fremadrettet ekstern spænding.

Reveal svar Skjul svar

Bemærk: E f repræsenterer Fermi-energiniveauet, og ikke en spænding. I fysikken står E altid for energi og V for potentialet (spænding).

Bemærkninger:

Her er det meget vigtigt, at eleverne forstår virkningerne af et elektrisk felt på energibånd.

Spørgsmål 9

Tegn et energidiagram for et PN halvlederkryds, der viser bevægelsen af ​​elektroner og huller, der fører en elektrisk strøm.

Reveal svar Skjul svar

Af hensyn til klart at se ladningstransportørernes handlinger (mobile elektroner og huller) er ikke-bevægelige elektroner i valensbåndene vist:

"+" Og "-" tegnene viser placeringen af ​​ioniserede acceptor- og donoratomer, idet de har taget på elektriske ladninger til henholdsvis dannelse af valencebåndshuller og ledningsbåndelektroner.

Bemærk: E f repræsenterer Fermi-energiniveauet, og ikke en spænding. I fysikken står E altid for energi og V for potentialet (spænding).

Bemærkninger:

Studerende vil nok spørge, hvorfor der er få huller vist i N-type valensbåndet, og hvorfor er der nogle få elektroner i P-type ledningsbånd. Lad dem vide, at bare fordi N-type materialer er specielt designet til at have ledningsbånd-elektroner, betyder det ikke, at de er fuldstændig blottet for valensbåndshuller og visum-versa! Hvad dine elever ser her er minoritetsfartsselskaber .

Spørgsmål 10

Er denne diode forspændt eller omvendt forudindtaget "//www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/02299x01.png">

Reveal svar Skjul svar

Denne diode er omvendt forspændt.

Bemærkninger:

Intet meget at kommentere her!

Spørgsmål 11

Indsæt en diode i dette kredsløb skematisk i den rigtige retning for at gøre det fremadspændt af batterispændingen:

Reveal svar Skjul svar

Bemærkninger:

Intet meget at kommentere her!

Spørgsmål 12

De fleste indledende lærebøger vil fortælle dig, at et silicium PN-kryds faller 0, 7 volt, når det er fremspidset, og et germanium PN-kryds faller 0, 3 volt, når det er forspændt. Design et kredsløb, der tester "Forspænding" (V F ) på en PN-junction diode, så du kan selv måle spændingen uden brug af en speciel diode-testmåler.

Reveal svar Skjul svar

Bemærkninger:

Spørg dine elever om, hvordan de ville bestemme størrelsen af ​​modstanden til brug for dette "diode test" kredsløb. Vil det være tilladt at bruge enhver vilkårlig værdi af modstand, eller betyder værdien væsentligt "panelpanelets standardpanel" standard "

Spørgsmål 13

Hvis en halvleder PN-kryds er omvendt forspændt, vil der helst ikke være nogen kontinuerlig strøm igennem den. Imidlertid vil der i det virkelige liv være en lille mængde omvendt bias strøm, der går gennem krydset. Hvordan er det muligt? Hvad tillader denne omvendt strøm at flyde?

Reveal svar Skjul svar

Minoritetsbærere tillader omvendt strøm gennem et PN-kryds.

Bemærkninger:

Gennemgå med dine elever hvilke "mindretalsbærere", og anvend dette koncept til PN-krydset. Spor disse mindretalsbærers bevægelser og sammenligner dem med flertalsbærernes bevægelser i et forspændt PN-kryds.

Spørgsmål 14

Shockley's diode ligning i standardform er ret lang, men det kan være væsentligt forenklet for rumtemperaturforhold. Bemærk, at hvis temperaturen (T) antages at være stuetemperatur (25 o C), er der tre konstanter i ligningen, der er de samme for alle PN-kryds: T, k og q.

I D = I S (e ((qV D ) / NkT) - 1)

Mængden (kT / q) er kendt som krydsets termiske spænding . Beregn værdien af ​​denne termiske spænding ved en rumtemperatur på 25 o C. Udskift derefter denne mængde til den oprindelige "diodeformel" for at forenkle udseendet.

Reveal svar Skjul svar

Hvis du har opnået et svar på 2, 16 mV for "termisk spænding", har du temperaturfiguren i de forkerte enheder!

I D = I S (e ((V D ) / 0, 0257 N) - 1)

Bemærkninger:

Selvfølgelig skal eleverne undersøge forskellen mellem grader Kelvin og grader Celsius for at kunne beregne termisk spænding for krydset. De skal også finde ud af, hvordan man erstatter denne figur i stedet for q, k og T i den oprindelige ligning. Det sidste trin vil være vanskeligt for studerende, der ikke er stærke i algebraevner.

For de studerende vil jeg foreslå at stille følgende spørgsmål for at få dem til at tænke ordentligt om algebraisk substitution. Antag at vi havde formlen y = x (ab / cd), og vi vidste, at (b / c) kunne skrives som m. Hvordan ville vi erstatte m i den oprindelige ligning? Svar: y = x (am / d) .

Spørgsmål 15

En elev opretter et kredsløb, der ser ud som dette, for at indsamle data til karakterisering af en diode:

Måling af diode spænding og diode strøm i dette kredsløb, genererer den studerende følgende data tabel:


V diodeJeg diode


0.600 V1, 68 mA


0, 625 V2, 88 mA


0, 650 V5, 00 mA


0, 675 V8, 68 mA


0.700 V14, 75 mA


0, 725 V27, 25 mA


0, 750 V48, 2 mA


Denne studerende ved, at adfærd af et PN kryds følger Shockleys diode ligning, og at ligningen kan forenkles til følgende form:

I diode = I S (e ((V diode ) / K) - 1)

Hvor,

K = en konstant inkorporerer både termisk spænding og nonidionalitetskoefficienten

Målet med dette eksperiment er at beregne K og I S, således at diodeens strøm kan forudsiges for enhver vilkårlig værdi af spændingsfald. Men ligningen skal forenkles lidt, før den studerende kan fortsætte.

På betydelige niveauer af nuværende er det eksponentielle udtryk meget større end enhed (e ((V diode ) / K) >> 1), så ligningen kan forenkles som sådan:

I diode ≈ I S (e ((V diode ) / K) )

Fra denne ligning bestemme, hvordan den studerende ville beregne K og I S fra dataene vist i tabellen. Forklar også, hvordan denne studerende kan kontrollere rigtigheden af ​​disse beregnede værdier.

Reveal svar Skjul svar

K ≈ 0, 04516

I S ≈ 2.869 nA

Tip: Dette kan være et vanskeligt problem at løse, hvis du ikke er bekendt med den algebraiske teknik til at dele en ligning af en anden. Her er teknikken vist i generelle termer:

Givet: y 1 = økse 1 y 2 = økse 2

y 1


y 2

= økse 1


økse 2

Herfra kan det være muligt at udføre forenklinger, der er umulige før. Jeg foreslår at bruge denne teknik til at løse K først.

Opfølgningsspørgsmål: Forklar hvordan denne studerende vidste, at det var "sikkert" for at forenkle Shockley diode ligningen ved at eliminere "1" termen. Er denne form for eliminering altid tilladt "noter skjult"> Noter:

Den algebraiske teknik, der bruges til at løse for K, er meget nyttig til visse typer problemer.

Diskuter opfølgningsspørgsmål med dine elever. Det er vigtigt inden for den tekniske matematik at have en god følelse af de relative værdier af ligningsbetingelser, således at man "sikkert" kan fjerne vilkår som en forenklingsteknik uden at pådrage sig betydelige fejl. I Shockley diode ligningen er det let at vise, at eksponentiel term er enorm sammenlignet med 1 for værdierne af V diode vist i tabellen (forudsat en typisk værdi for termisk spænding), og så er "- 1" delen meget sikker at eliminere.

Diskuter også ideen om at verificere de beregnede værdier af K og I S med dine elever for at hjælpe dem med at dyrke et videnskabeligt kritisk synspunkt i deres studie af elektronik.

I øvrigt kom dataene i denne tabel fra et ægte eksperiment, der blev oprettet nøjagtigt som vist i skematisk diagram i spørgsmålet. Der blev taget omhu for at undgå diodeopvarmning ved at dreje potentiometeret til maksimal modstand mellem aflæsninger.

Spørgsmål 16

For at forenkle analysen af ​​kredsløb indeholdende PN-kryds, antages et "standard" fremadspændingsfald for ethvert ledende kryds, den nøjagtige figur afhængig af typen af ​​halvledermaterialet, hvor forbindelsen er lavet af.

Hvor meget spænding antages at være faldet på tværs af en ledende silicium PN-kryds? Hvor meget spænding antages for et forspændt germanium PN-kryds? Identificer nogle faktorer, der forårsager spændingsfaldet af et PN-kryds for at afvige fra dets "standard" -figur.

Reveal svar Skjul svar

Silicium = 0, 7 volt; Germanium = 0, 3 volt.

Temperatur, nuværende og dopingkoncentration påvirker alle fremadspændingsfaldet af et PN-kryds.

Bemærkninger:

Jeg har set for mange elever få det falske indtryk, at silicium PN-kryds altid falder 0, 7 volt, uanset hvilke forhold. Denne "kendsgerning" understreges så stærkt i mange lærebøger, som eleverne normalt ikke tænker at spørge, når de måler en diode fremad spændingsfald og finder det at være betydeligt anderledes end 0, 7 volt! Det er meget vigtigt, at eleverne indser denne figur er kun en tilnærmelse, der anvendes til (i høj grad) forenkling af krydsanalyse af halvlederkredsløbet.

Spørgsmål 17


∫f (x) dx Calculus alarm!


En forspændt PN halvlederkreds har ikke en "modstand" på samme måde som en modstand eller en længde af ledning. Ethvert forsøg på at anvende Ohms lov på en diode er dømt fra starten.

Dette er ikke at sige, at vi dog ikke kan tildele en dynamisk værdi af modstand over for et PN-kryds. Den grundlæggende definition af modstand kommer fra Ohms lov, og den udtrykkes i afledt form som sådan:

R = dV


dI

Den grundlæggende ligning vedrørende strøm og spænding sammen for et PN-kryds er Shockleys diode ligning:

I = I S (e (qV / NkT) - 1)

Ved stuetemperatur (ca. 21 grader C eller 294 grader K) er termisk spænding for en PN-krydsning ca. 25 millivolt. Ved at erstatte 1 for nonidionalitetskoefficienten, kan vi simpelthen diode ligningen som sådan:

I = I S (e (V / 0, 025) - 1) eller I = I S (e 40 V - 1)

Differentier denne ligning med hensyn til V, for at bestemme (dI / dV) og derefter reciprocate for at finde en matematisk definition for dynamisk modstand ((dV / dI)) af et PN-kryds. Hints: Mætningstrøm (I S ) er en meget lille konstant for de fleste dioder, og den endelige ligning skal udtrykke dynamisk modstand i termisk spænding (25 mV) og diode strøm (I).

Reveal svar Skjul svar

r ≈ 25 mV


jeg

Bemærkninger:

Resultatet af denne afledning er vigtig i analysen af ​​visse transistorforstærkere, hvor den dynamiske modstand af base-emitter PN-krydset er signifikant for forspænding og opnå tilnærmelser. Jeg viser løsningen trin for dig her, fordi det er en pæn anvendelse af differentiering (og substitution) for at løse et virkelige problem:

I = I S (e 40 V - 1)

dI


dV

= I S (40e 40 V - 0)

dI


dV

= 40 I S e 40 V

Nu manipulerer vi den oprindelige ligning for at opnå en definition for I S e 40 V i form af strøm, for substitutionens skyld:

I = I S (e 40 V - 1)

I = I S e 40 V - I S

I + I S = I S e 40 V

Ved at erstatte dette udtryk i derivatet:

dI


dV

= 40 (I + I S )

Gensidig for at få spænding over strøm (den rigtige form for modstand):

dV


dI

= 0.025


I + I S

Nu kan vi slippe af med den nuværende mætningsperiode, fordi det er ubetydeligt lille:

dV


dI

0.025


jeg

r ≈ 25 mV


jeg

Konstanten på 25 millivolt er ikke sat i sten, på nogen måde. Dens værdi varierer med temperatur og er undertiden givet som 26 millivolt eller endog 30 millivolt.

Spørgsmål 18

Mål fremadspændingsfaldet af en siliciumretifikationsdiode, såsom en model 1N4001. Hvor tæt er det målte fremadspændingsfald til den "ideelle" figur normalt antaget for silicium PN-kryds? Hvad sker der, når du øger diodens temperatur ved at holde den fast med fingrene? Hvad sker der, når du reducerer diodens temperatur ved at røre en isterning på den?

Reveal svar Skjul svar

Tror du virkelig, at jeg ville give væk svaret her, og forkæle sjovet med at oprette et eksperiment?

Bemærkninger:

Dioder er ganske temperaturfølsomme, så dette eksperiment vil være meget nemt at udføre. Du har måske ikke is til rådighed i dit klasseværelse, men det er okay. Dine elever skal indse, at eksperimenter som dette er helt retfærdige at udføre hjemme, hvor de sandsynligvis har adgang til is.

Spørgsmål 19

Det ikke-ledende udtømningsområde i et PN-kryds udgør en parasitisk kapacitans mellem P- og N-halvlederområdet. Kapacitans øges eller formindskes, da en større spændingsforspænding påføres PN-forbindelsen? Forklar dit svar.

Reveal svar Skjul svar

Krydskapacitansen vil falde, da forspændingsspændingen over krydset øges.

Udfordringsspørgsmål: Kan du tænke på nogen praktiske anvendelser for denne variabelkapacitans effekt?

Bemærkninger:

Dette spørgsmål er en god gennemgang af kondensatorteori, og også en mulighed for at introducere en særlig type diode: varactoren .

  • ← Forrige regneark

  • Regneark Indeks

  • Næste regneark →