AKTUALNÍ SEZNAM OTÁZEK PRO ROK 2010

ELEKTRONICKÉ SOUČÁSTKY

VZORY OTÁZEK A PŘÍKLADŮ K TUTORIÁLU 1
1. a) Co jsou polovodiče nevlastní. b) Proč je používáme.
2. Co jsou polovodiče vlastní.
3. a) Co jsou polovodiče nevlastní. b) Jakým způsobem se vyrábějí?
4. Vysvětlete podstatu elektronové vodivostí u pevných látek.
5. Vysvětlete podstatu děrové vodivostí u pevných látek.
6. Dva vzorky stejného polovodiče (Si), jeden typu P a jeden typu N jsou homogenně dotovány
příměsemi, tak že platí N
D
= N
A
. Který vzorek má větší měrný odpor? Zdůvodněte!
7. Jak u polovodičů závisí poloha Fermiho energie na typu a koncentraci příměsí?
8. Jak u polovodičů závisí poloha Fermiho energie na teplotě?
9. a) Nakreslete typickou teplotní závislost koncentrace nosičů (t.j děr i elektronů) pro polovodič typu
N s koncentrací příměsí N
D
>> n
i
. Rozmezí teplot volte tak, aby se uplatnily příslušné aktivační
energie.
10. Jak se u polovodičů projevují příměsi cizích atomů a poruchy krystalové mříže?
11. Vyjmenuje druhy průrazů u polovodičových přechodů a stručně je charakterizujte.
12. a) Jaké jsou podmínky pro lavinový průraz přechodu PN. b) U jakých součástek se vyskytuje? c)
Jaká je jeho teplotní závislost?
13. a) Co je povrchový průraz u polovodičových přechodů? b) U jakých součástek se vyskytuje? c)
Jak lze zvýšit odolnost proti povrchovému průrazu?
14. a) Co je tepelný průraz u polovodičových přechodů? b) U jakých součástek se vyskytuje? c) Jak
lze zvýšit odolnost proti tepelnému průrazu
15 a) Jaké jsou podmínky pro tunelový průraz přechodu PN. b) U jakých součástek se vyskytuje? c)
Jaká je jeho teplotní závislost?
16. a) Načrtněte, jak se změní energetický pásový diagram PN přechodu (Si) při přiložení závěrného
napětí (3 V). b) Vyznačte do pásového diagramu velikost difúzního a závěrného napětí.
17. a) Načrtněte, jak se změní energetický pásový diagram PN přechodu (Si) při přiložení závěrného
napětí (0,6 V). b) Vyznačte do pásového diagramu velikost difúzního a závěrného napětí.
18. a) Načrtněte, jak se změní energetický pásový diagram PN přechodu (Si) při přiložení závěrného
napětí (3 V). Jakým směrem působí závěrné a difúzní napětí na PN přechodu?
19.a) Načrtněte, jak se změní energetický pásový diagram PN přechodu (Si) při přiložení závěrného
napětí (0,6 V). b) Jakým směrem působí závěrné a difúzní napětí na PN přechodu?
20. a) Načrtněte, jak se změní energetický pásový diagram PN přechodu (Si) při přiložení napětí
v propustném směru (0,6 V).
21. Dvě křemíkové diody se liší pouze plochou PN přechodu. Dioda D
1
má plochu přechodu dvakrát
větší, než dioda D
2
. V jakém poměru budou jejich diferenciální odpory, jestliže na obou diodách bude
přiloženo stejné napětí v propustném směru. Stručně vysvětlete.
22. Dvě křemíkové diody se liší pouze plochou PN přechodu. Dioda D
1
má plochu přechodu dvakrát
větší, než dioda D
2
. Která dioda bude mít při proudu v propustném směru 1 mA větší úbytek napětí.
Stručně vysvětlete.
23. Křemíková dioda D
1
má koncentraci příměsí N
D
= 10
16
cm
-3
, N
A
= 10
16
cm
-3
, dioda D
2
má
koncentraci příměsí N
D
= 10
16
cm
-3
, N
A
= 10
14
cm
-3
. Uveďte alespoň 4 parametry přechodu které se
podle teorie budou u těchto diod odlišovat. Uveďte u které diody bude příslušný parametr větší a
krátce zdůvodněte.
24. Křemíková dioda D
1
má koncentraci příměsí N
D
= 10
16
cm
-3
, N
A
= 10
16
cm
-3
, dioda D
2
má
koncentraci příměsí N
D
= 10
16
cm
-3
, N
A
= 10
14
cm
-3
. V jakém poměru budou podle teorie bariérové
kapacity obou přechodů? Krátce zdůvodněte. (Uvažujte strmý přechod PN.)
25. Dvě křemíkové diody se liší pouze koncentrací příměsí. Dioda D
1
má koncentraci příměsí N
D
=
10
16
cm
-3
, N
A
= 10
16
cm
-3
, dioda D
2
má koncentraci příměsí N
D
= 10
16
cm
-3
, N
A
= 10
14
cm
-3
. Uveďte
v jakém poměru budou podle teorie jejich saturační proudy. Stručně vysvětlete. (Uvažujte strmý
přechod PN.)
26. Na čem závisí saturační proud diody a jak?
27. Jaká je závislost saturačního proudu diody na kvalitě polovodičového materiálu?
28. Jaká je závislost saturačního proudu diody na teplotě?
29. Jaká je závislost saturačního proudu diody na koncentraci příměsí?
30. Jaká je závislost saturačního proudu diody na typu (Ge, Si, GaAs...) polovodiče?
31. a) Vysvětlete pojem "difúzní kapacita diody". b) Na čem závisí difúzní kapacita diody?
32. a) Vysvětlete pojem "difúzní kapacita diody". b) Jak se projevuje u reálných součástek?
32. a) Vysvětlete pojem "bariérová kapacita diody". b) Na čem závisí bariérová kapacita diody.
34. a) Vysvětlete pojem "bariérová kapacita diody". b) Jak se projevuje u reálných součástek?
35. a) Na jakém principu je založena kapacitní dioda. b) Jak se využívá v elektronice?
36. a)Vysvětlete princip fotodiody.
37. a)Načrtněte charakteristiku fotodiody. bVysvětlete její činnost v hradlovém režimu.
38. a)Načrtněte charakteristiku fotodiody. b) Vysvětlete její činnost v odporovém režimu.
39. Vysvětlete výhody použití struktury PIN pro fotodiodu.
40. Uveďte alespoň 3 příklady na použití fotodiody.
41. a) Vysvětlete princip epitaxně-planární technologie. b) uveďte alespoň dvě její výhody.

e) Stručně (!) zdůvodněte proč se rychlé a spínací diody liší od běžných diod s jinak obdobnými
parametry (závěrným napětím a maximálním proudem diody).
42. Stabilizační dioda má parametry: U
Z
= 7V, I
Zmax
= 200mA (bez chlazení), I
Zmin
= 0,1 I
Zmax
. Dioda
je zapojena v paralelním stabilizátoru. Vstupní napětí je U
0
= 50V, změna vstupního napětí ∆U
0
= +/-
5V a odpor R
S
= 200 Ω.
a) Určete maximální a minimální hodnotu zátěže (R
ZM
, R
ZL
) a maximální a minimální hodnotu proudu
(I
ZM
, I
ZL
), při kterých bude napětí na zátěži stabilizováno na hodnotu 7V. Pro jednoduchost uvažujte r
Z

= 0.
b) Určete maximální ztrátový výkon diody.

VZORY OTÁZEK A PŘÍKLADŮ K TUTORIÁLU 2
1. Jaké zásady musí být dodrženy pro návrh a výrobu struktury bipolárního tranzistoru, aby byla
zaručena správná funkce té