Radivoje Đurić, Zbirka zadataka iz osnova elektronike DIODA. Elektrotehnički fakultet, Odsek za elektroniku

Dioda 1.5
⎛ I1 ⎞ ⎛ I1
⎞
V1 = Vtln ⎜ + 1⎟≈Vtln
⎜ ⎟,
⎝ IS
⎠ ⎝ IS
⎠
a posle smene iz prethodne jednakosti postaje
⎛ 1 ⎛V
1
1 ln
G V ⎞⎞
V = Vt
⎜ ⎜ − ⎟⎟.
⎝ IS
⎝ R1 R12
⎠⎠
Prethodna jednakost je transcedentna. Ona se može rešiti iterativnim postupkom
⎛ 1 ⎛V
1 ( )
1 ( 1)
ln
G
V k ⎞⎞
V k + = Vt
⎜ − ⎟
,
⎜ IS
R1 R ⎟
⎝ ⎝ 12 ⎠⎠
V k naponi u k+1. i k-toj iteraciji. Da bi mogao da otpočne iterativni proces
gde su V1 ( k + 1)
i 1 ( )
mora se usvojiti početna vrednost V 1 ( 0 ) .
Uzmimo da je V 1 ( 0 ) = 600mV , posle čega se dobija
V 1 () 1 = 648mV ⇒ V ( ) 1 2 = 626mV ⇒ V ( ) 1 3 = 638mV ⇒ ( ) 1 V ( ) = ⇒ V ( ) = ⇒ V ( ) = ⇒ ( ) ( )
1 5 636mV 1 6 633mV 1 7 635mV
Pošto je poznat napon na diodi, struja diode je
VG
V
I
1
1 = 73,93µA
R
− R
= .
1 12
V 4 = 632 mV ⇒
V 8 = V 9 = V = 634 mV .
1 1 1
1.5. Odrediti temperaturni koeficijent napona direktno polarisane silicijumske poluprovodničke
diode dVD
/ dT .
Rešenje:
Strujno-naponska karakteristike diode opisana je jednačinom
⎛ I
ln
D
⎞
⎛
2
Dp D ⎞
VD
= Vt
⎜ + 1⎟,
I
n
S = qni
A +
.
⎝ IS
⎠
⎜ N d L p N a L ⎟
⎝
n ⎠
Temperaturno su zavisni napon V = kT / q i inverzna struja zasićenja, pa je
Pošto je
t
dV k I V ⎛ 1 ⎞dI k I V dI V d
dT q I I I dT q I I dT T dT
( )
D
= ln
D
+
t
I
S
ln
D t S D
D − = − = −V ln
/
2
t I
⎜
S
S D S I ⎟
⎝ S ⎠
S S
2 2
IS
= kni
, a n i se menja sa temeperaturom po zakonu
2 3 ( VG0 / Vt
n
)
i = BT e − , V G0 = 1, 21V ,
to je
( )
( 3 − VG0 / Vt
V
ln I ln ) ln ( ) 3ln
G
S kBT e kB T
0 d
3 V
= = + − ⇒
0
( ln I ) 0
G
S = + + .
Vt
dT T TVt
Smenom se dobija da je promena napona direktno polarisane diode sa temperaturom
dV D V D d 3 0 3 0
( ln
D t G D t G
t S) V V V V −
V I
V −
= − = − − = V .
dT T dT T T T T
Na temperaturi T = T0 = 300 K napon V t je
Vt
( T = 300 K) = 25,7 mV .
Ako se dioda polariše konstantnom strujom tako da je V D = 0,6V , temperaturni koeficijent
napona V D je
dVD VD −3V t −VG0
1
= = ( 600 −3⋅25,7 −1210 ) mV/ C= −2,3mV/ C .
dT T 300
.