Tutorato 3
DispEl 2006/07
27 Aprile 2007
Esercizio 1
È data una giunzione p-n in Silicio (si consideri ni = 1010 cm−3 ) di area A = 1 mm2 avente
NA = 1018 cm−3 e ND = 1016 cm−3 , τn = τp = 1 µs. Sapendo che la resistenza serie della
sola zona p è pari a 0.125 Ω e che la giunzione raggiunge il punch through per una tensione
di polarizzazione di 6.7 V in inversa, si determinino la corrente di saturazione inversa I0
e la resistenza serie della zona n.
Esercizio 2
Si consideri una giunzione pn brusca asimmetrica con NA = 1017 cm−3 e ND = 5·1015 cm−3 ,
m = 4 e ECR = 4 · 105 V/cm (campo critico di breakdown). Calcolare per quale valore di
tensione la corrente risulta moltiplicata per 100 rispetto al valore di saturazione inverso.
Nota: il coefficiente di moltiplicazione M , per una giunzione pn, è pari a:
M (V ) =
1
1 − (V /VBR )m
Esercizio 3
Un diodo ideale è posto in serie ad una resistenza RS . Per una corrente diretta I =
100 mA, si misura una conduttanza dell’intero dispositivo G = 0.5 Ω−1 ed una differenza
di potenziale di 0.8 V. Sapendo che JS = 3.5 · 10−10 A/cm2 , si calcoli l’area del diodo.
Esercizio 4
Una giunzione p-n è posta in parallelo ad una resistenza di valore ignoto e viene alimentata
da un generatore di tensione variabile. La misura della conduttanza del sistema per
V = 0.8 V fornisce il valore G = 0.7 Ω−1 . Sapendo che la corrente che attraversa il diodo
è pari a 8 mA, calcolare il valore della resistenza e quello della conduttanza del sistema
per V = 0 V.
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Tutorato 3
DispEl 2006/07
27 Aprile 2007
Esercizio 5
Un regolatore di tensione è un circuito atto a fornire in uscita una tensione il più possibile
costante in risposta a possibili instabilità della corrente assorbita dal carico oppure a
variazioni nella tensione di alimentazione del circuito. Un possibile esempio di regolatore
è fornito dal circuito in figura 1: in esso Va = 10 V, R = 3.3 kΩ. L’alimentatore presenta
+
R
Vout
Va
-
Figura 1: Schema circuitale
una fluttuazione sinusoidale di ampiezza picco picco pari al 10% del segnale in continua
a 50 Hz che può essere considerata in prima approssimazione come un piccolo segnale. La
corrente di saturazione del diodo è pari a Is = 1 pA. Trovare l’ampiezza percentuale della
fluttuazione che si registra ai capi del diodo e, confrontandola con il corrispondente valore
riferito all’alimentatore, dimostrare l’effettiva capacità di regolazione del circuito (nota:
data la bassa frequenza del segnale tempovariante, trascurare, in questa parte, gli effetti
capacitivi nel modello a piccoli segnali del diodo).
Inoltre, noti i seguenti valori:
τp = 10−9 s,
NA = 1018 cm−3 ,
ND = 1015 cm−3 ,
A = 0.1 mm2
√
dire in corrispondenza di quale frequenza il modulo dell’ammettenza è pari a 2G, dove G è il valore della conduttanza ai piccoli segnali (nota: trascurare la capacità di
svuotamento).
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