أعمال موجهة/تطبيقية

تــ  01 :  نعتبر شبه موصل جوهري التي يتم الإشارة إلى كثافته المكافئة لحالات الطاقة في نطاق التوصيل وفي نطاق التكافؤ على التوالي N_C و N_V.

1-    اكتب عبارات كثافة الإلكترون n في نطاق التوصيل وكثافة الفجوة  p في نطاق التكافؤ؟

2-    استنتج التعبير عن الكثافة  الذاتية الجوهرية n_i وموضع مستوى فيرمي الجوهري  E_Fi؟

3-    شبه الموصل التي تم النظر فيها هو السيلسيوم مع عرض نطاق ممنوع (أو فجوة)) Eg = 1.1eV و له N_C = 2.7: 10¹⁹cm^-3 و N_V = 1.1: 10¹⁹cm^-3.

4-    احسب كثافته الجوهرية وموضع مستوى فيرمي عند  °C 27 و °C 127 و °C 227 نتذكر أنه عند 300 ° K ، kT = 0: 026eV ، سوف نأخذ كمرجع للطاقة ، الجزء العلوي من نطاق التكافؤ (E_V = 0eV).

- تــ :   02السليكون مشوب (مطعم) بالفوسفور (المجموعة الخامسة من جدول ماندليف) بتركيز 10¹⁸ سم3

1-    احسب عند 27 درجة مئوية، كثافة الإلكترونات لـ Si المشوب

2-    استنتج كثافة الفجوات . ما هو نوع شبه الموصل الذي يتم الحصول عليه بهذه الطريقة؟

3-    احسب عند 27 درجة مئوية موضع مستوى فيرمي  E_F ثم أعط تمثيلاً لمخطط النطاق الطاقوي للسليسيوم المطعم بهذه الطريقة؟

تــ : 03  شبه موصل جوهري (جرمانيوم   Ge) عند 300 درجة كلفن ، لدينا:

1-    حدد مستوى فيرمي (E_Fi)؟     2- احسب التركيز الجوهري الذاتي  (n_i)؟

3- كم عدد ذرات Ge التي تؤدي إلى ظهور  نشؤ زوج ثقب-إلكترون؟

تــ : 04 شبه موصل Si من النوع N بطول 2 مم ومقطع 1 مم2. مقاومتها عند T = 300 ° K هي Ω: 100

1-    احسب المقاومة النوعية لشبه الموصل؟    2- اوجد تركيز ي حاملي الشحن الأغلبية والأقلية؟

2-    في أي درجة حرارة T1 ، عدد الإلكترونات القادمة من كسر الروابط التكافؤ ية يساوي عدد الإلكترونات من تأين المانحين .    يُفترض أن Nc و Nv مستقلان عن درجة الحرارة نعطي

 

تــ : 05  وصلة  PN ذات تطعيم مفاجئ من جرمانيوم (Ge) مخدر على جانب واحد مع 10²⁰ ذرة بورون لكل متر مكعب وعلى الجانب الآخر 10²¹ ذرة فوسفور لكل متر مكعب.

إذا كان 

احسب : 1- التركيز الجوهري  n_i ؟     2- تركيز الأغلبية والأقلية في كلا الجانبين؟

3- كمون الانتشار  ؟   4- عرض ZCE؟

تــ : 06 وصلة  PN ذات تطعيم مفاجئ من (Si) مطعم من جانب مع 10¹⁴ ذرة بورون لكل متر مكعب وعلى الجانب الآخر 10¹⁵ ذرة فوسفور لكل متر مكعب.

إذا كان Eg = 1.12eV عند T = 300 ° K ، N_C = 2.810¹⁹cm³ ، N_V = 1.0410¹⁹m³    ε_r = 11.8 ، احسب:

1-    التركيز  الجوهري (الذاتي)  ni ؟    2- تركيز الأغلبية والأقلية في كلا الجانبين؟

3  - كمون الانتشار  ؟  4- عرض ZCE؟

تمرين 07 :  احسب التيار I  في التركيب التالي : 

 E = 10V VD = 0,6V R = 1kΩ

 

تمرين 08  :

لتكن الدارتان المبينتان في الشكل التالي  :

V_D = 0.7V R₁ = R₂ = 1kΩ E = 5V

1.     - احسب الجهد عبر R₂ (U_R2)

2. - يتم استبدال مولد جهد التيار المستمر E بمولد

 جهد تيار متردد: e (t) = 5Vsin (2πt / T) مع T = 20ms

احسب الجهد عبر   R₂ (U_R2)

تمرين 09 : من اجل التركيب التالي : e (t) = 5V sin (2πt / T)  

 مع    T = 20ms R1 = R2 = 1kΩ V_D1 = V_D2 = 0.6V

عين الجهد عبر R2.( U_R2).

تمرين 10 :  من اجل التركيب المبين في الشكل :

R₁ = 2kΩ R₂ = 1kΩ R₃ = 2kΩ

احسب التيار I والجهد U_R3 بين طرفي  R₃ ، في الحالات التالية: E = 1.5V E = + 5V   و (V_D = 0.6V)

تمرين 11: تقدم ورقة بيانات الصمام الثنائي Zener:

1. احسب التوترين  Vzminو  Vzmax   2. عين معادلة الخاصية (المميزة) (الخط) للديود زينر.

3. احسب الفولتية Vz1 و Vz2 للتيارات التالية على التوالي : Iz1 = 20mA و Iz2 = 80mA

تمرين 12:

لتكن التراكيب المبينة في الشكل التالي :

      V_D = 0.6V R = 1kΩ      Vz = 6.2V   

1.   حدد الجهد (U_AB) بين النقطتين A و B (الشكل 1) من أجل:  

2.    حدد الجهد (U_AB) بين النقطتين A و B (الشكل 2)

 من أجل:  

التمرين 13:

 ليكن التركيب المبين في الشكل التالي:

R = 1kΩ Vz = 6.2V Rc = 2.2kΩ

1.     احسب الجهد بين طرفي الحمولة Rc :

   

2.      بالنسبة لـ E = 12V ، احسب المقاومة الدنيا R_Cmin للحمل من اجل ان يستقر الجهد (بين طرفي  Rc. 

تمرين 14:

تقدم الورقة التقنية للصمام الثنائي Zener:

IZmin = 1mA ، IZmax = 49mA ، Vz = 5.1V ، Iz = 20mA و Rz = 10Ω.

1.     أعط الرسم التخطيطي المكافئ للديود zener و ا حساب التوتر ين الدنيا والقصوى التي يمكن أن يحافظ فيها الصمام الثنائي zener في الشكل التالي على الجهد المستقر.

2.     أوجد تباين جهد الخرج (Vs) إذا كان الجهد E يختلف من E_min إلى E_max.

التمرين 15:

نعتبر الدارة المبينة في الشكل حيث  :   

1. احسب جهد الحمل وتيار زينر.

2. أوجد تموج الإخراج إذا كان تموج الإدخال هو 5 فولت من الذروة إلى الذروة