Задание 1.1:

Статическая вольтамперная характеристика (ВАХ) диода определяет зависимость тока, протекающего через диод, от приложенного к нему напряжения. ВАХ идеального p-n-перехода определяется соотношением , где I_S1=0,1 мкА - обратный ток насыщения согласно справочным параметрам, I_S2=0,01 мкА - обратный ток насыщения согласно справочным ВАХ диода - температурный потенциал при комнатной температуре, U - напряжение, m=1.

_{Результаты отображены на рисунке 1.2 (прямая ветвь):}

_{Рисунок 1.2 Прямая ветвь.}

Задание 1.2:

С помощью ПК строим несколько графиков для m=1– 5 и на них даем график ВАХ заданного диода (Рисунок 1.3 (прямая ветвь)). Записываем значение коэффициента m и формулу для экспоненциальной модели диода в виде _. Необходимо подобрать такое значение m, чтобы экспоненциальная модель наиболее точно описывала ВАХ исследуемого диода. Для этого построим на одной координатной сетке несколько графиков при m меняющемся от 1 до 5. Модель при m=1 описывает ВАХ идеального p-n перехода. На ту же координатную сетку нанесем график исследуемого диода.

_{Рисунок 1.3} Прямая ветвь и обратная ветвь.

Построив график при значении m=1,1 приходим к выводу, что наиболее близкий к реальному будет график с m=1,1.

Задание 1.3:

Наличие в полупроводниковом кристалле высокоомной области базы, которая характеризуется сопротивлением r_Б, приводит к тому, что прямая ветвь диода идет ниже, чем у идеального p-n -перехода. Рассчитаем зависимости сопротивления базы диода r_Б от тока на диоде. Для этого сравним ВАХ идеального p-n-перехода и заданного диода; разница напряжений между ними при одном токе и есть падение напряжения на базе. Соответственно если разделить эту разность напряжений на ток, то мы и получим r_Б. . Затем построим график сопротивления базы диода r_Б от прямого тока на диоде (Рисунок 1.4).

Данные для построения графиков сведены в таблицу 1.2.

Таблица 1.2

I, А	∆U, В	rБ, Ом
0	0	-
0.005	0.13	26
0.01	0.2	20
0.015	0.24	16
0.02	0.27	13.5
0.025	0.31	12.4
0.03	0.349	11.63333
0.04	0.43	10.75
0.045	0.47	10.44444
0.05	0.51	10.2
0.055	0.55	10
0.06	0.59	9.833333
0.065	0.63	9.692308
0.07	0.67	9.571429
0.085	0.78	9.176471
0.1	0.9	9

_{Рисунок 1.4 Зависимость сопротивления базы от тока через диод.}

_{Построим уточненный график} ВАХ диода (Рисунок 1.5) с учетом сопротивления базы. Формула ВАХ с учетом сопротивления базы имеет вид (_*). Логарифмируя формулу (_*) получаем выражение для построения графика ВАХ: , где I_S=0,1 мкА - обратный ток насыщения, - температурный потенциал при комнатной температуре, m=1,1 (в соответствии с заданием 2).

Данные для построения графиков сведены в таблицу 1.3.

Таблица 1.3

I, А	Uуточн, В
0	0
0,01	0,255129
0,015	0,294993
0,02	0,327801
0,025	0,363222
0,03	0,397664
0,04	0,465472
0,045	0,487527
0,05	0,514893
0,06	0,550335
0,085	0,671628
0,1	0,717565

_{Рисунок 1.5 Уточненный график ВАХ диода.}

Этот график практически совпадает с графиком на рисунке 1.2, т.е. с характеристикой для реального диода. Учет сопротивления базы делает отклонение экспоненциальной модели от ВАХ исследуемого диода незначительным, что позволяет использовать эту модель для точных вычислений. Таким образом, мы можем сделать вывод, что эта модель является наиболее удачной.