Контрольное задание
и методические указания к его выполнению
       для студентов заочной формы обучения

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ

  Бочаров Е.И., Павлов В.М., Першин Ю.М.

Основная профессиональная образовательная программа
210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»
                       Квалификация бакалавр

                                 

ВАРИАНТЫ
Цена Варианта - 400 руб. (pdf)
Вариант 01 задачи: 1.1; 2.3; 3.1  Файл РЕШЕНИЙ 
Вариант 13 задачи: 1.2; 2.8; 3.2 Файл РЕШЕНИЙ
Вариант 14 задачи: 1.13; 2.5; 3.5  Файл РЕШЕНИЙ
Вариант 15
задачи: 1.10; 2.7; 3.2  Файл РЕШЕНИЙ
Вариант 17
задачи: 1.6; 2.1; 3.2  Файл РЕШЕНИЙ
Вариант 18 задачи: 1.5; 2.4; 3.5 Файл РЕШЕНИЙ
Вариант 19 задачи: 1.2; 2.8; 3.2 Файл РЕШЕНИЙ
Вариант 20 задачи: 1.9; 2.7; 3.5 Файл РЕШЕНИЙ
Вариант 21 задачи: 1.5; 2.9; 3.3 Файл РЕШЕНИЙ
Вариант 22 задачи: 1.8; 2.6; 3.6 Файл РЕШЕНИЙ
Вариант 23 задачи: 1.11; 2.2; 3.3 Файл РЕШЕНИЙ
Вариант 24 задачи: 1.3; 2.1; 3.6 Файл РЕШЕНИЙ
Вариант 26 задачи: 1.13; 2.10; 3.6 Файл РЕШЕНИЙ
Вариант 27 задачи: 1.10; 2.1; 3.3 Файл РЕШЕНИЙ
Вариант 28 задачи: 1.6; 2.8; 3.6 Файл РЕШЕНИЙ
Вариант 29 задачи: 1.4; 2.10; 3.3 Файл РЕШЕНИЙ
Остальные можно заказать 
Титульный лист (кому надо...)  Титульный (doc)

 Условия и исходные данные для Задач из Вариантов:
          (продажа Задач по отдельности не реализована.
               При необходимости - пишите, вышлем....)

Задание 1. 
Электрофизические свойства полупроводников
Задача 1.1. В полупроводнике n-типа концентрация атомов донорной примеси составляет Nд = 1016 см-3, Т = 300 К.
Определить: Концентрации основных и неосновных носителей заряда nn и pn и положение уровня Ферми относительно середины запрещенной зоны ЕFn-Ei.
Вариант 01 - Материал полупроводника – GаAs.
Задача 1.2. В полупроводнике n-типа уровень Ферми ЕFn расположен на 0,25 эВ выше середины запрещенной зоны Ei.
Определить: Концентрации основных и неосновных носителей заряда nn и pn      
Вариант 13 - Материал полупроводника – Ge. 
Задача 1.3. В полупроводнике р - типа концентрация атомов акцепторной примеси составляет 𝑁а=1017 см−3 , Т = 300 К
Определить: Концентрации основных и неосновных носителей заряда pp и np и положение уровня Ферми относительно середины запрещенной зоны ЕFp - Ei
Вариант 24 - Материал полупроводника – кремний.
Задача 1.4. В полупроводнике p-типа уровень Ферми ЕFn расположен на 0,25 эВ ниже середины запрещенной зоны Ei.
Определить: Концентрации основных и неосновных носителей заряда np и pp
Вариант 29 - Материал полупроводника – Si.
Задача 1.5. В полупроводнике n − типа концентрация атомов донорной примеси составляет Nд =1017 см-3, Т = 300 К
Определить: Удельное сопротивление полупроводника ρn и его отношение к удельному сопротивлению собственного полупроводника ρni
Вариант 18 - Материал полупроводника – германий.
Вариант 21 - Материал полупроводника – кремний. 
Задача 1.6. Отношение удельного сопротивления полупроводника n – типа к удельному сопротивлению собственного полупроводника составляет ρni = 10-3, Т = 300 К
Определить: Концентрацию атомов донорной примеси NД
Вариант 17 - Материал полупроводника – германий.
Вариант 28 - Материал полупроводника – кремний.
Задача 1.8. Отношение удельного сопротивления полупроводника p – типа к удельному сопротивлению собственного полупроводника составляет ρpi = 10-4, Т = 300 К
Определить: Концентрацию атомов акцепторной примеси NА
Вариант 22 - Материал полупроводника – кремний. 
Задача 1.9. Время жизни неравновесных электронов в полупроводнике, находящемся под внешним воздействием
Вариант 20 - τ = 10-6 с.

Определить: Относительное уменьшение концентрации избыточных электронов за время t = 2 мкс после выключения внешнего воздействия Δn(t)/Δn(0) 
Задача 1.10. Время жизни неравновесных электронов в полупроводнике, находящемся под внешним воздействием
Вариант 15 - τ = 10-6 с, K = 3
Вариант 27 - τ = 10-7 с, K = 5
Определить: Интервал времени t после выключения внешнего воздействия, в течение которого концентрация избыточных электронов уменьшится в К раз 
Задача 1.11. Полупроводник находится под стационарным внешним воздействием, выражающемся в инжекции в него электронов в сечении хр.
Вариант 23 - Диффузионная длина электронов Ln=0,01см. x=0,04 см.

Определить: Относительное уменьшение концентрации избыточных электронов на расстоянии х от места их введения Δn(х + хp)/Δn(хp
Задача 1.13. Полупроводник находится под стационарным внешним воздействием, выражающемся в однородном облучении его светом.
Вариант 26 - Скорость генерации электронов под действием света Gвн = 1020 см-3/с. Время жизни неравновесных электронов в полупроводнике τ = 10-7 с

Определить: Избыточную концентрацию электронов Δn 
Задание 2.
Контактные явления в полупроводниках.
Задача 2.1. Концентрация атомов донорной и акцепторной примеси в областях полупроводника, образующих резкий p-n переход равны Nд = 1016 см-3, Na = 1015 см-3. Т = 300 К.
Определить: Контактную разность потенциалов φко и ширину перехода Δ0 в равновесном состоянии (u = 0), а также отношение ширины участков перехода, лежащих в n - и р-областях Δnp
Дополнительные сведения:
Вариант 17 - Материал полупроводника – Si. Диффузионная длина электронов Ln = 0,045 см. Диффузионная длина дырок Lр = 0,03 см. Площадь перехода: S = 0,001 см2
Вариант 24 - Материал полупроводника – Si. Диффузионная длина электронов Ln = 0,015 см. Диффузионная длина дырок Lр = 0,01 см. Площадь перехода: S = 0,04 см2
Вариант 27 - Материал полупроводника – Si. Диффузионная длина электронов Ln = 0,015 см. Диффузионная длина дырок Lр = 0,01 см. Площадь перехода: S = 0,004 см2
Задача 2.2. Удельные сопротивления областей полупроводника, образующих резкий p-n-переход, равны ρn = 1 Ом⋅см и ρp = 10 Ом⋅см, T=300 K
Определить: Контактную разность потенциалов φк и ширину перехода Δ при подаче на переход обратного напряжения u = 5 В
Дополнительные сведения:
Вариант 23 - Материал полупроводника – Si. Диффузионная длина электронов Ln = 0,045 см. Диффузионная длина дырок Lр = 0,03 см. Площадь перехода: S = 0,001 см2
Задача 2.3. Контактная разность потенциалов в резком p-n-переходе φk = 0,7 В. Удельная электрическая проводимость р-области σр = 1 См/см, T=300 K
Определить: Ширину перехода Δ0 и отношение ширины участков перехода, лежащих в n- и р-областях Δn/Δp
Дополнительные сведения:
Вариант 01 - Материал полупроводника – Ge. Диффузионная длина электронов Ln = 0,017 см. Диффузионная длина дырок Lр = 0,01 см. Собственная концентрация носителей заряда: 𝑛𝑖=2,4∙1013 см−3
Задача 2.4. Отношение ширины участков резкого p-n-перехода, лежащих в n- и р-областях Δn/Δp = 0,1. Удельная электрическая проводимость р − области σр = 10 См/см, T=300
Определить: Контактную разность потенциалов φк и ширину перехода Δ0 в равновесном состоянии (u = 0)
Дополнительные сведения:
Вариант 18 - Материал полупроводника – Si. Диффузионная длина электронов Ln = 0,015 см. Диффузионная длина дырок Lр = 0,01 см. Площадь перехода: S = 0,04 см2
Подвижности носителей в кремнии. 𝜇𝑛=1500 см2/В∙с; 𝜇р=450 см2/В∙с; 
Задача 2.5. Обратный тепловой ток резкого p-n-перехода I0 = 10-15А, сопротивление тела базы равно r/Б, T= 300 K
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 во сколько раз изменится тепловой ток при изменении температуры на ΔТ
Дополнительные сведения:
Вариант 14 - Материал полупроводника – Ge. Сопротивление тела базы: r/Б = 30 Ом. Изменение температуры ΔT = 40 К
Задача 2.6. Обратный тепловой ток резкого p-n-перехода I0 = 10-12А, сопротивление тела базы равно r/Б, T = 300 K
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.
Дополнительные сведения:
Вариант 22 - Материал полупроводника – Si. Сопротивление тела базы: r/Б = 50 Ом. Изменение температуры ΔT = 20 К 
Задача 2.7. Концентрация атомов донорной и акцепторной примеси в областях полупроводника, образующих резкий p-n переход равны Nд = 1017 см-3, Na = 1014 см-3. Т = 300 К. Площадь перехода равна S.
Определить: Обратный тепловой ток перехода I0, барьерную емкость Сбар при подаче на переход обратного напряжения u = 5 В.
Дополнительные сведения:
Вариант 15 - Материал полупроводника – Ge. Диффузионная длина электронов Ln = 0,05 см. Диффузионная длина дырок Lр = 0,03 см. Площадь перехода: S = 0,004 см2
Вариант 20 - Материал полупроводника – Si. Диффузионная длина электронов Ln = 0,045 см. Диффузионная длина дырок Lр = 0,03 см. Площадь перехода: S = 0,001 см2
Задача 2.8. Концентрация атомов донорной и акцепторной примеси в областях полупроводника, образующих резкий p-n переход равны Nд = 1018 см-3, Na = 1016 см-3. Площадь перехода равна S = 0,002 см2. Время жизни неравновесных электронов τн = 10-6 с, Т = 300 К.
Определить: Обратный тепловой ток перехода I0, дифференциальное сопротивление rpn и диффузионную емкость Сдиф при прямом токе i = 10 мА.
Дополнительные сведения:
Вариант 13 - Материал полупроводника – Ge, Диффузионная длина электронов Ln = 0,017 см., Диффузионная длина дырок Lр = 0,01 см.
Вариант 19 - Материал полупроводника – Si, Диффузионная длина электронов Ln = 0,03 см. Диффузионная длина дырок Lр = 0,02 см
Вариант 28 - Материал полупроводника – Si. Диффузионная длина электронов Ln = 0,030 см. Диффузионная длина дырок Lр = 0,02 см
Задача 2.9. Концентрация атомов донорной и акцепторной примеси в областях полупроводника, образующих резкий p-n переход равны Nд = 1018 см-3, Na = 1015 см-3. Площадь перехода равна S = 0,004 см2. Время жизни неравновесных электронов τн = 10-6 с, Т = 300 К.
Определить: Обратный тепловой ток перехода I0, барьерную емкость перехода Сбар в равновесном состоянии (U = 0) и диффузионную емкость Сдиф при прямом токе i = 10 мА.
Дополнительные сведения:
Вариант 21 - Материал полупроводника – Si. Диффузионная длина электронов Ln = 0,015 см. Диффузионная длина дырок Lр = 0,01 см 
Задача 2.10. Концентрация атомов донорной и акцепторной примеси в областях полупроводника, образующих резкий p-n переход равны Nд = 1017 см-3, Na = 1015 см-3. Т = 300 К. Площадь перехода равна S.
Определить: Обратный тепловой ток перехода I0, барьерную емкость Сбар и дифференциальное сопротивление перехода rpn в равновесном состоянии (u = 0, i = 0)
Дополнительные сведения:
Вариант 26,29 - Материал полупроводника – Si. Диффузионная длина электронов Ln = 0,045 см. Диффузионная длина дырок Lр = 0,03 см. Площадь перехода: S = 0,001 см2
Задание 3.
Физические процессы в структурах биполярного и полевых транзисторов.
Задача 3.1. Биполярный транзистор n-p-n структуры включенный по схеме с ОЭ имеет параметры:
Вариант 01 - сквозной тепловой ток I0 = 1·10-14 А, коэффициент передачи тока базы β = 150, инверсный коэффициент передачи тока базы βI = 3. Задано напряжение Uкэ = 0,7 В. Uбэ = 0,75 В
Определить в каком режиме работает транзистор. Рассчитать токи в цепях эмиттера iэ, коллектора iк и базы iб. Рассчитать токи iэ, iк и iб при увеличении напряжения Uбэ на 50 мВ.
Задача 3.2. Биполярный транзистор n-p-n структуры включенный по схеме с ОЭ имеет параметры:
Вариант 13 - сквозной тепловой ток I0 = 3·10-14 А, коэффициент передачи тока базы β = 150, инверсный коэффициент передачи тока базы βI = 10. Задано напряжение Uкэ = 4 В.
Вариант 15 - сквозной тепловой ток I0 = 6·10-14 А, коэффициент передачи тока базы β = 100. Задано напряжение Uкэ = 7 В.
Вариант 17 - сквозной тепловой ток I0 = 3·10-14 А, коэффициент передачи тока базы β = 150. Задано напряжение Uкэ = 4 В.
Вариант 19 -  сквозной тепловой ток I0 = 1,2·10-13 А, коэффициент передачи тока базы β = 70. Задано напряжение Uкэ = 12 В.
Рассчитать и построить на графике входную iб = f(Uбэ) и управляющую iк = f(Uбэ) характеристики транзистора. Расчеты выполнить в диапазоне изменения напряжения Uбэ соответствующем изменению тока iк = 0...20 мА. 
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 EК и нагрузочное сопротивление RК.
Вариант 21 -  I0 = 1·10-14 А, коэффициент передачи тока базы β = 120. Задано напряжение Ек = 10 В, RК = 1,1 кОм.
Вариант 23 - I0 = 1·10-13 А, коэффициент передачи тока базы β = 140. Задано напряжение Ек = 8 В, RК = 1,2 кОм.
Вариант 27 - I0 = 1·10-13 А, коэффициент передачи тока базы β = 90. Задано напряжение Ек = 9 В, RК = 1 кОм.
Вариант 29 - I0 = 5·10-13 А, коэффициент передачи тока базы β = 85. Задано напряжение Ек = 12 В, RК = 1,5 кОм.
Определить: Рассчитать и построить на графике передаточную характеристику транзистора Uкэ = f(Uбэ). Расчеты выполнить в диапазоне изменения напряжения Uбэ, соответствующем изменению напряжения Uкэ = 0… EК. В рабочей точке, соответствующей Uкэ = EК/2, рассчитать коэффициенты усиления по току KI и по напряжению KU
 
Задача 3.5. Полевой транзистор с каналом n -типа, включенный по схеме ОИ, имеет параметры: удельная крутизна b, пороговое напряжение Uпор. Задано напряжение Uси.
Вариант 14 - Удельная крутизна b = 5 мА/В2; Пороговое напряжение Uпор = 3 В Напряжение между электродами Uси = 12 В;
Вариант 18 - Удельная крутизна b = 9 мА/В2; Пороговое напряжение Uпор = 5 В
Напряжение между электродами Uси = 6 В;
Вариант 20 - Удельная крутизна b = 11 мА/В2; Пороговое напряжение Uпор = 6 В.
Uси = 9 В
Определить: Рассчитать и построить на графике управляющую характеристику транзистора iс = f(Uзи). Расчеты выполнить в диапазоне изменения напряжения Uзи, соответствующем изменению тока iс = 0…20 мА. 
Задача 3.6. Полевой транзистор с каналом n -типа, включенный по схеме ОИ, имеет параметры: удельная крутизна b, пороговое напряжение Uпор. Заданы напряжение питания Eс и нагрузочное сопротивление Rс.
Вариант 22 - Удельная крутизна b = 1 мА/В2; Пороговое напряжение Uпор = -2 В. Напряжение питания Eс = 6 В; Нагрузочное сопротивление Rс = 10 кОм
Вариант 24 - Удельная крутизна b = 3 мА/В2; Пороговое напряжение Uпор = -3 В. Напряжение питания Eс = 7 В; Нагрузочное сопротивление Rс = 8 кОм
Вариант 26 - Удельная крутизна b = 5 мА/В2; Пороговое напряжение Uпор = -4 В. Напряжение питания Eс = 8 В; Нагрузочное сопротивление Rс = 10 кОм
Вариант 28 - Удельная крутизна b = 7 мА/В2; Пороговое напряжение Uпор = -5 В. Напряжение питания Eс = 10 В; Нагрузочное сопротивление Rс = 6 кОм
Определить: Рассчитать и построить на графике передаточную характеристику транзистора Uси = f (Uзи). Расчеты выполнить в диапазоне изменения напряжения Uзи = Uпор … 0. В рабочей точке, соответствующей Uси = Eс/2, рассчитать коэффициент усиления по напряжению KU

                         Ссылка на пособие:
Контрольное задание и методические указания по ФОЭ (pdf)

ЕСЛИ РЕШЕНИЙ ВАШЕЙ ЗАДАЧИ НЕТ СРЕДИ ПРЕДСТАВЛЕННЫХ ВАРИАНТОВ - СООБЩИТЕ НАМ И ЧЕРЕЗ 3 ДНЯ ОНО ПОЯВИТСЯ НА САЙТЕ!

ВВЕДИТЕ НУЖНЫЙ № ЗАДАЧИ И ВАРИАНТ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ПО ПОСОБИЮ. ЕСЛИ ЕСТЬ РАЗЛИЧИЯ С ОРИГИНАЛОМ, ЗАГРУЗИТЕ ЗАДАНИЕ ПОЛНОСТЬЮ!

  • Вложение (Макс: 10) Мб
Если возникли трудности с отправкой вложенных файлов - пишите на d.kamshilin@unisolver.ru