ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Омский государственный университет путей сообщения

МИНИСТЕРСТВА ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

(ОмГУПС (ОмИИТ) МПС РОССИИ)

Н.Н. Баженов, В.Т. Полунин, В.А. Кандаев

ЭЛЕКТРОННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ УСТРОЙСТВ

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ, ТЕЛЕМЕХАНИКИ И СВЯЗИ

Задание на контрольную работу 1

с методическими указаниями

для студентов третьего курса ЗФ

ОМСК 2004

ВВЕДЕНИЕ

Электроника – базовая дисциплина для специалистов по автоматике, телемеханике и связи на железнодорожном транспорте. Широкое внедрение электроники требует от современного специалиста прочных теоретических и практических знаний и умения применять эти знания для решения практических задач, стоящих перед железнодорожным транспортом.

Требуемый объем знаний в области электроники для студентов-заочников специальности «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте» определяется учебным планом и программой курса «Электронные устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи», утвержденной учебно-методическим объединением по специальностям железнодорожного транспорта в 1990 году.

Изучение курса строится на:

1) самостоятельном изучении рекомендованной литературы;

2) прослушивании установочных лекций;

3) выполнении лабораторных работ;

4) выполнении контрольных работ.

ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ 1

Контрольная работа 1 включает в себя задачи по разделам программы [7]: основы физики полупроводников, полупроводниковые диоды, биполярные и полевые транзисторы и основы микроэлектроники.

Прежде чем приступить к выполнению контрольной работы, необходимо изучить материал курса по этим разделам в соответствии с программой с использованием рекомендованной литературы [1  5]. Задачи контрольной работы выполняются по вариантам, указанным в шифре студента. Работа, выполненная не по своему варианту, не проверяется и не засчитывается.

ЗАДАЧА 1

Условия задачи приведены по вариантам. Номер варианта определяется последней цифрой шифра студента.

Вариант 0. Найти вероятность нахождения электрона на нижнем уровне зоны проводимости в германии с проводимостью i–типа при T = 300° К.

Вариант 1. Идеальный германиевый «р-n» – переход имеет обратный ток I_о = 10^-6 А, а кремниевый – I_о = 10^-10 А Вычислить и сравнить прямые напряжения на переходе при T = 293° К и протекающем прямом токе 100 мА.

В ариант 2. Дан идеальный диод. Найти прямое напряжение и прямой ток идеального диода, включенного в схему. Обратный ток идеального диода 100 мкА, температура 300° К. Для решения задачи воспользуйтесь нагрузочной прямой.

Вариант 3. Определить прямой ток, сопротивление постоянному току и сопротивление переменному току кремниевого диода. Обратный ток диода I_о= 20 мкА, прямое напряжение 0,9 В, температура T = 300° К.

Вариант 4. Рассчитать и построить вольт-амперную характеристику идеального полупроводникового диода. Обратный ток диода I_о = 10 мкА, температура T = 300° К. Обратную ветвь строить в диапазоне напряжений от 0 до 10 В; прямую – от 0 до +0,2 В. Как изменится ВАХ, если омическое сопротивление «р» и «n» областей составит 25 Ом?

В ариант 5. Дана схема параметрического стабилизатора напряжения на кремниевом стабилитроне. Параметры схемы: напряжение стабилизации стабилитрона 10 В, R_H = 1 кОм, R_σ = 0,5 кОм, максимальный ток стабилитрона 1 мА. Определите допустимые пределы входного напряжения. Нарисуйте характеристику стабилизатора U_вых = f (U_вх).

Вариант 6. Изобразите полную схему замещения варикапа. Приведите и поясните параметры любого варикапа из справочника.

Вариант 7. Два туннельных диода ЗИ202Ж соединены последовательно. Постройте вольт-амперную характеристику такой цепи. Поясните, в чем отличие туннельного диода от выпрямительного.

Вариант 8. Для туннельного диода 1И103А (1И104А) построить зависимость динамического сопротивления от напряжения.

Вариант 9. Пользуясь справочником, выбрать тип диода, пригодного для выпрямления синусоидального напряжения с амплитудой U_m = 400 В и рассчитанного на выпрямленный ток 250 мА. Приведите его характеристики и параметры.