Прямое напряжение, приложенное к p-n-переходу, составляет 230 мВ. Во сколько раз возрастёт сила тока через переход, если изменить температуру от 390 К до 255 К? Ответ дайте с точностью до одной цифры после десятичной точки.
Для расчёта увеличения силы тока через p-n-переход необходимо знать температурный коэффициент, который можно выразить формулой:
( I = I_0 \times exp\left(\dfrac{qV}{kT}\right) ),
где I - сила тока через переход, I₀ - сила тока через переход при 390 К, q - заряд электрона, V - напряжение через переход, k - постоянная Больцмана, T - температура.
Учитывая, что изменение температуры произошло с 390 К до 255 К, мы можем использовать уравнение выше для нахождения соотношения силы тока при новой и старой температурах.
После деления уравнения для 255 К на уравнение для 390 К получим:
Для расчёта увеличения силы тока через p-n-переход необходимо знать температурный коэффициент, который можно выразить формулой:
( I = I_0 \times exp\left(\dfrac{qV}{kT}\right) ),
где I - сила тока через переход,
I₀ - сила тока через переход при 390 К,
q - заряд электрона,
V - напряжение через переход,
k - постоянная Больцмана,
T - температура.
Учитывая, что изменение температуры произошло с 390 К до 255 К, мы можем использовать уравнение выше для нахождения соотношения силы тока при новой и старой температурах.
После деления уравнения для 255 К на уравнение для 390 К получим:
( \dfrac{I{255K}}{I{390K}} = exp(-\dfrac{qV}{k} \times (\dfrac{1}{255} - \dfrac{1}{390})) ).
Подставляя известные значения и упрощая, получаем:
( \dfrac{I{255K}}{I{390K}} = exp(-\dfrac{qV}{k} \times \dfrac{390 - 255}{390 \times 255}) ).
( \dfrac{I{255K}}{I{390K}} = exp(-\dfrac{230 \times 10^{-3} \times 1,6 \times 10^{-19}}{1,38 \times 10^{-23}} \times \dfrac{135}{390 \times 255}) ).
( \dfrac{I{255K}}{I{390K}} = exp(-6,02) ).
( \dfrac{I{255K}}{I{390K}} = 0,0025 ).
Таким образом, сила тока через p-n-переход возрастет примерно в 0,0025 раза при изменении температуры от 390 К до 255 К.