किसी P-N संधि डायोड में धारा I को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है-
`I=I_(0)exp((ev)/(2k_(B)T)-1)`
जहाँ `I_(0)`को उत्क्रमित संतृप्त धारा कहते है, V डायोड के सिरों पर वोलटता है तथा यह ागर्दिशिक बायस के लिए धनात्मक तथा पश्चदिशिक बायस के लिए ऋणात्मक है| I डायोड से प्रवाहित धारा है, `k_(B)` बोल्ट्जमान नियानतक `(8.6 xx 10^(-5) eV//K)` है तथा T परम ताप है| यदि किसी दिए गए दयोग के लिए `I_(0) = 5 xx 10^(-12)`तथा `T= 300 K` है, तब
(a) 0.6 V अग्रदिशिक वोलटता के लिए अग्रदिशिक धारा क्या होगी?
(b) यदि डायोड के सिरों पर वोलटता को बढाकर 0.7 V कर दें तो धारा में कितनी वृद्धि हो जाएगी?
(c) गतिक प्रतिरोध कितना है?
(d) यदि पशदिशिक वोलटता को 1 V से 2V कर दें तो धारा का मान क्या होगा?

Explanation

(a) `I = I_(0)[exp(eV)/(2k_(B)T)-1]`
`= 5 xx 10^(-12) [exp(0.6 xx 10^(5))/(2 xx 8.6 xx 300)-1]`
`=5 xx 10^(-12)[exp(11.6279)-1]`
`=5 xx 10^(-12) [1.119 xx 10^(5)-1] therefore exp (11.6279) = 1.119 xx 10^(5)`
`=5 xx 10^(-12) xx 1.119 xx 10^(5)`
`=5.595 xx 10^(-7)`
`=0.5995 muA`
`-9.6 muA`
(b) प्रश्नानुसार `V = 0.7` वोल्ट
`therefore I^(') = 5 xx 10^(-12)[exp(e xx 0.7V)/(2 xx 8.6 xx 10^(-5)eV//K xx 300K)-1]`
`=5 xx 10^(-12)[exp(0.7 xx 10^(5))/(2 xx 8.6 xx 300)-1]`
`= 5 xx 10^(-2)[exp(13.5658)-1]`
`=39.055 xx 10^(-7)`
`=3.9055 muA`
`therefore` धारा में वृद्धि `DeltaI = I^(')-I = (3.9055 - 0.5595) muA`
`=3.3460 mu A`
`=3.3460 xx 10^(-6)A`
( c) गतिक प्रतिरोध
`R_(d) = (DeltaV)/(Deltal) = (0.7 - 0.6)/(3.3460 xx 10^(-6))`
`=(0.1)/(3.3460 xx 10^(-6))`
`=0.2988 xx 10^(5)` ओम
`~0.3 xx 10^(5)` ओम
(d) पश्च बायस में V ऋणात्मक तथा उच्च होने से
`exp(eV)/(2k_(B)T) lt lt 1`
जिससे धारा सम्बन्ध ऋणात्मक हो जाता है|
अतः 1 वोल्ट या 2 वोल्ट के पश्च विभव के लिए धारा I का मान `I_(0)` के बराबर होगा, जिससे
`=(2-1)/(5 xx 10^(-12) - 5 xx 10^(-12)) = infty`
अर्थात गतिक प्रतिरोध अनंत हो जायेगा|