एक $p-n$ जंक्शन डायोड में, धारा $I$ को $I=I_{0} \left[\exp \left(\frac{e V}{k_{B} T}\right)-1\right]$ के रूप में व्यक्त किया जा सकता है, जहाँ $I_{0}$ रिवर्स सैचुरेशन धारा है, $V$ डायोड के सिरों पर वोल्टेज है (फॉरवर्ड बायस के लिए धनात्मक और रिवर्स बायस के लिए ऋणात्मक), $I$ डायोड से प्रवाहित धारा है, $k_{B}$ बोल्ट्जमैन नियतांक $(8.6 \times 10^{-5} \; eV/K)$ है और $T$ परम ताप है। यदि किसी दिए गए डायोड के लिए $I_{0}=5 \times 10^{-12} \; A$ और $T=300 \; K$ है, तो:
$(a)$ $0.6 \; V$ के फॉरवर्ड वोल्टेज पर फॉरवर्ड धारा क्या होगी?
$(b)$ यदि डायोड पर वोल्टेज बढ़ाकर $0.7 \; V$ कर दिया जाए तो धारा में कितनी वृद्धि होगी?
$(c)$ डायनेमिक प्रतिरोध क्या है?
$(d)$ यदि रिवर्स बायस वोल्टेज $1 \; V$ से बदलकर $2 \; V$ हो जाए तो धारा क्या होगी?

(N/A) $p-n$ जंक्शन डायोड में धारा का सूत्र $I = I_{0} [\exp(eV / k_{B}T) - 1]$ है。
दिया गया है: $I_{0} = 5 \times 10^{-12} \; A$, $T = 300 \; K$, $k_{B} = 8.6 \times 10^{-5} \; eV/K$.
$(a)$ $V = 0.6 \; V$ के लिए, घातांक $eV / k_{B}T = 0.6 / (8.6 \times 10^{-5} \times 300) \approx 23.256$ है。
$I = 5 \times 10^{-12} \times \exp(23.256) \approx 0.063 \; A$.
$(b)$ $V = 0.7 \; V$ के लिए, घातांक $0.7 / (8.6 \times 10^{-5} \times 300) \approx 27.132$ है。
$I' = 5 \times 10^{-12} \times \exp(27.132) \approx 3.035 \; A$.
धारा में वृद्धि $\Delta I = I' - I = 3.035 - 0.063 = 2.972 \; A$.
$(c)$ डायनेमिक प्रतिरोध $r_{d} = \Delta V / \Delta I = (0.7 - 0.6) / 2.972 \approx 0.0336 \; \Omega$.
$(d)$ रिवर्स बायस में, $V$ ऋणात्मक होता है। $V = -1 \; V$ और $V = -2 \; V$ के लिए, $\exp(eV/k_{B}T) \approx 0$ होता है। अतः, $I \approx -I_{0} = -5 \times 10^{-12} \; A$। धारा प्रभावी रूप से $-5 \times 10^{-12} \; A$ पर स्थिर रहती है।