Fizyka 4
semestr letni 2013/2014
Zadania i pytania do wykładu 12.
1. Przez idealne złącze p-n w temperaturze T=300 K płynie prąd o natężeniu I 1=-200 nA, gdy przyłożono napięcie V
, gdy
1= -0,5 V (polaryzacja zaporowa). Jakie jest natężenie prądu I 2
przyłożono napięcie V 2=+0,5 V (polaryzacja przewodzenia)?
2. Naszkicuj położenie pasm energetycznych i oblicz potencjał kontaktowy krzemowego złącza p-n.
Poziom Fermiego w krzemie typu n leży 0,22 eV poniżej krawędzi pasma przewodnictwa, w krzemie typu p jest 0,2 eV powyżej krawędzi pasma walencyjnego, przerwa energetyczna jest E g=1,12 eV.
3. Opisz wybrane zastosowanie złącza p-n.
4. Jaka jest największa długość fali światła, które wzbudzi elektron z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa:
a) diamentu E g=5,5 eV? b) krzemu E g=1,12 eV?
c) arsenku galu E g=1,5 eV? d) siarczku kadmu E g=2,4 eV?
Do jakiej części widma elektromagnetycznego należy to światło?
5. Naszkicuj wykres charakterystyki prądowo-napięciowej ciemnej i jasnej ogniwa słonecznego. Jak należy dobrać opór odbiornika energii, aby czerpać maksymalną moc z ogniwa?
6. Dioda świecąca wykonana z półprzewodnika GaAsP emituje światło czerwone. Gdy patrzysz przez kryształ tego półprzewodnika na białą kartkę to widzisz kartkę: a) czerwoną, b) niebieską; c) białą; d) kryształ nie jest przezroczysty.
7. Tranzystor polowy wykonany jest na podłożu z półprzewodnika typu p. Co to jest warstwa inwersyjna, gdzie i w jakich warunkach jest ona utworzona? Wyjaśnij za pomocą rysunku.
8. Złącze p-n utworzone jest między krzemem typu n o koncentracji donorów N D=2×1022 m-3 i krzemem typu p o koncentracji akceptorów N A=4×1021 m-3. Oblicz potencjał kontaktowy ∆φ0 na złączu. Koncentracja nośników samoistnych jest n i=1,5×1016 m-3 w temperaturze T=300 K.
9. Ogniwo słoneczne z siarczku kadmu dostarcza prąd, gdy długość fali światła padającego jest mniejsza niż 484 nm. Co na tej podstawie można powiedzieć o przerwie energetycznej w CdS?