Файл: 000810.pdf

Скачать файл (2,98Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.03.2024

Просмотров: 140

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

враховуючи,

що

параметр а =

5, який

входить в формулу

U КБ

а −1

М = 1−

.Вважайте, що ni

−3

=1, 45 10 см

прКБ

А.3.1.5 Транзистор типу п-р-п має товщину активної області бази 0,2 мкм. Концентрація домішок скрізь однорідна, за винятком перехідних областей поблизу емітера і колектора. Крім напруги основного джерела, прикладеного до колектора, існує джерело напруги 5В, яке приєднане до активної області бази (без врахування контактної різниці потенціалів і спаду напруги на колекторній області): а) визначити, при якому мінімальному рівні легування бази можна уникнути пробою між колектором і емітером; б) знайти постійну часу бази; в) визначити постійну часу Гуммеля NG = NБWБ ; г) вважаючи, що через наявність домішок область емітера

вироджена, а концентрація домішок в колекторній області 1016см-3, визначити загальний заряд в базі, додавши сюди заряди в збіднених областях переходів емітер-база та колектор-база, при яких реалізується знайдена в п. в) значення постійної Гуммеля. Вважається, що в області емітера значення

UFnE = 0,55В.

Вихідні

дані:

εε0

=1, 035 10−12 Ф/ см;

DБ ≈15см2с−1 ;

=1, 2 1010 см−3 .

А.3.2 Розв'язування

3.2.1 а)

βТ

рК

0,98; б); γ =

Ірε

= 0,99

рε +

1+0,01

рК

Іпε

в) α =γ βТ

= 0,99 0,98 = 0,97 ; ІЕ =1+0,01 =1,01мА;

ІК

= ІрК + ІпК

= 0,98мА; ІБ = ІЕ −ІК = 29,9мкА;

β =

= 32, 67 ;

1−α

г) ІКБ0

≈ ІпК =1мкА; ІКЕ0 ≈ ІКБ0 (β +1) = 3,36мкА;

д) ІрК = 0,99мА →

α =

0,99

0,9802 → β = 49,5 ;

+0, 01

ІБ

= (ІпЕ + ІрЕ ) −(ІпК + ІрК ) =19,9мкА;

е) α =

0,99

= 0,98507 ; β = 6,6 ; ІБ =14,9мкА.

1+0,005

ІпЕ

зростає,

то

величина

зменшується, тому, що

Якщо

струм

зменшується значення коефіцієнта інжекції γ. Дійсно, якщо зменшити γ, то знижується α (тому що α =γ βТ ) і значення β (бо β = 1−αα ). Струм ІБ можна знайти використавши результати, що отримані в п. в), д) і е).

175

А.3.2.2 В цій задачі на конкретному матеріалі обговорюється ефект Ерлі, суть якого в тому, що товщина базової області зменшується від дії зворотної напруги, яка прикладена до колектора

=UT ln

1,3 1023 1,3 1024

= 0, 26ln

= 0,912В;

)

(10

X n NdБ = X рNаК

→Xn = X р

NаК

=10X р ;

X р + X n

=W → X n =

W ;

NdБ

X р =

W .

1/ 2

2εε0 (U0 −U )

W =

;

аК

aБ

2 1,062 10−10

−14

(U0

−U ) =1,123

(U0 −U ) .

1,6 10

−19

1,3 10

1,3

Якщо U0КБ = 0 , то U =0 і U0

= 0.912В, звідки

W02

=1,123 10−14 0,912м2 ;

=1, 012 10−7 м.

Якщо товщина бази зростає на 10% відносно товщини при нульовій

напрузі, то це відповідає росту її на 0,1 10−6 =10−7 м. Таким чином, товщина збідненої області переходу колектор-база при 10%-ному зростанні товщини

бази складе			W W0 +10−7 = 2,012 10−7 м.								Оскільки (W ')2 =1,123 10−14UКБ ,
знаходимо
UКБ =		(2,012 10−7 )2						= 3,6В .
UКБ =		1,123 10−14						= 3,6В .
		1,123 10−14
		εε		А		1,062 10−10 10−8
Сбар	=		0		=					≈10пФ	;
Сбар	=		0		=		1,012 10		−7	≈10пФ	;
		W					1,012 10
			0

А.3.2.3 Наведені вихідні дані цілком реальні для звичайних транзисторів. Таким чином, α =γ β → ІЕ = ІК . Відомо, що товщина базової

області слабо впливає на величину струму ІКБ0, який приблизно однаковий для різних транзисторів одного і того ж типу. Крім того, значення ІКБ0 дуже мало впливає на струм ІК. Тому можна стверджувати, що при однакових струмах ІЕ обох транзисторів однаковими будуть і їх режими. Якщо вважати, що величина ІЕ залежить тільки від інжекції носіїв із емітера в базу, то стосовно до діодів емітер-база, що зміщені в прямому напрямку, отримаємо

ІЕ1	≈	eADp Pn0		(eUEБ1 /UТ −1) ,			ІЕ2 ≈	eADp Pn0	(eUEБ 2 /UТ −1) . Оскільки напруга
		W1
								W2
прикладена до діода в прямому напрямку, приблизно можна вважати, що
		exp	UEБ	−1 ≈ exp	UEБ	. За умови задачі, ІЕ1 = ІЕ2 тоді
			UТ
					UТ
							176

exp

UEБ1

exp

UEБ2

= exp

UEБ2 −UEБ1

UТ

Відповідно до умови W1 = 0,9W2 . Звідси

UEБ2 −UEБ1 =UТ ln

0,105 = 0, 0027В .

= 0, 026

0,9

3.2.4

а) перехід емітер-база: U0

=UТ ln

NaE NdБ

= 0,856В;

1/ 2

ХБЕ

2εε0

NaE

U0 −0,5

= 0, 215мкм. Перехід база-колектор:

NdБ

NaE + NdБ

dБ

1016 1015

U0 =UТ

aК

0,026ln

= 0,635В.

1, 45 10

−12

0,635 +

1/ 2

ХБК

2 1, 05 10

= 0, 258мкм;

−19

1, 6 10

+10

WБ =W − ХБЕ − ХБК

=1−0, 215 −0, 258 = 0,527мкм.

ЕБ

(1,45 1010 )2

0,5

б) Рп(0) = Рп0 exp

exp

= 5,18 1012 см−3 ;

UТ

0,026

в) QБ

≈ eAWБ

Pn (0)

= 6, 4

10−13 Кл ;

= (DрБ τрБ )1/ 2

= (10 10−7 )1/ 2

г) область бази: LрБ

=10−3 см.

LnE

= (2 10−8 )1/ 2

=14,1 103 см;

PБ0

= 21 103 cм−3 . Область емітера:

2,1 1020

= 42см−3 .

Область

E 0

5 1018

колектора: L

= (35 10

−6 1/ 2

5,9 10

−3

см

; n

1020

см

−3

Складові

)

= 2,1

21 10

1015

струмів:

nК

К0

eADpE pnE 0

(

рЕ

= А

−еD

cth

е БЕ

Т −1

)

сh W

рЕ

(

рЕ )

1, 6 10−19

3 10−2 10 21 103

0,527

−0,5/ 0,026

−2

cth

(е

−1)

=1, 4725 10

А;

3,16 10

−3

сh(0, 0527)

eADpК pnК0

(

= А −еD

nК

КЕ

−1

+сh

pК dx

sh(W / L

)

рК

)

x=W

рК

=1,4705 10−3 А;

177

eAD n

(

1,6

10−19 3

10−2 42

nЕ

= А

−еD

nE E 0

е БЕ

Т −1

−3

LnЕ

)

4,1 10

x=−xБЕ

×2, 42114 108 =3, 462 10−7 А;

І		= А	−еD	nК0	=	1, 6 10−19 3 10−2 35 21 104	=1,88 10−12 А;
	nК
			nК	L		1,87 10−2

				nK

ІрБ = ІрЕ - ІрК = 2,0429·10-6А;

д) ІЕ = ІрЕ + ІпЕ =1, 47294 10−3 А, ІК = ІрК + ІпК						=1, 47055 10−3 А,
ІБ = ІпЕ + ІрБ - ІпК = 2,3891·10-6А;
е) γ =	І	рЕ	= 0,99976 ; βТ =	ІрК	= 0,99861; α =	І	К	=γβТ = 0,99837	;
	ІЕ			ІрЕ		ІЕ

β = hFE = 615,5.

ж) щоб підвищити коефіцієнт інжекції γ, концентрацію необхідно зробити значно вищою, ніж у базі. Величина параметра βТ буде збільшена, якщо товщина бази буде малою в порівнянні з товщиною емітера.

и) коефіцієнт множення струму колектора

α −1

UКБ

−

М = 1

КБпр

Також можна записати М(αІ + ІКБ0 ) = І ;

І =

МІКБ0

Вважаючи, що α М =1, отримаємо

1−αМ

Uпр(КЕ)

=Uпр(КБ) (1−α)1/α ≈Uпр(КБ) (β)−1/α =50 (615,5)−1/ 5 =13,8В.

NБ

2εε U

2 1,035 10−12 5

=1,62 1017 см−3.

А.3.2.5 а)

0, 2 10

−4

1,6 10

−19

б) τБ =

≈

0, 2 10−4

=1,33 10−11 c.

2 15

2DБ

в) NG = NБ WБ =1, 62 1017 0, 2 10−4 = 3, 24 1012 cм−2 .

NБ

г) для області бази UFр

=UТ ln

= 0,026ln

1,62 10

= 0, 425В.

1, 2 10

Контактна різниця потенціалів на емітерному переході

UЕБ0 =UFnE +UFр = 0,55 +0, 425 = 0,975В.

Концентрація носіїв в області просторового заряду в переході емітербаза буде QеЕБ , причому

178

QЕБ = (2εε0NБUЕБ0)1/2 = (2,1·1,035·10-12·1,6·10-19·1,62·10-17·0,975)1/2 =

= (2 1,035 10−12 1,6 10−19 1,62 10−17 0,975)1/ 2 = 2, 29 10−7 Кл см−2.

Тому,		QЕБ	=1, 43 1012		см−2 . Для області колектора
Тому,			=1, 43 1012		см−2 . Для області колектора
		І
UFnК	= 0,026ln			1016		= 0,353В;
UFnК	= 0,026ln			1, 2 1010		= 0,353В;
				1, 2 1010
UКБ0	= 0,353 +0, 425 = 0,778В.

Товщина області просторового заряду в переході колектор-база

X n + X p =WБK		2εε0	N	Б + NK	UКБ0	1/ 2
	=						=
		e
			NБ NK

	2 1, 035 10−12 (1, 62 1017 +1016 )				0, 778	1/ 2	= 3, 27 10	−5	см;
=
=	1, 6 10	−19	17	16
	1, 6 10		1, 62 10	10

X		=		W	=		32,7 10−6		=1,9 10−6	см.
	p			БK
			1+ NБ / NK			1+1,62 1017		/1016

Концентрація носіїв у збудженій області переходу колектор-база

QеЕБ = NБ X p =1,62 1017 1,9 10−6 = 3,08 1011 см−2 .

Підсумкова концентрація носіїв у базі:

3, 24 1012 +1, 43 1012 +0,31 1012 =1,98 1012 см−2 .

А.3.3 Задачі

А.3.3.1 У якому режимі працює транзистор п-р-п, що увімкнутий за схемою із загальним емітером, якщо напруга UБЕ = 0,4В, а напруга UКЕ = = 0,3В?

А.3.3.2 У якому режимі працює транзистор п-р-п, що увімкнутий за схемою ЗЕ, якщо напруга UБЕ = 0,4В, а напруга UКЕ = 10В?

А.3.3.3 У якому режимі працює транзистор п-р-п, що увімкнутий за

схемою ЗЕ, якщо напруга UБЕ = -0,4В, а напруга UКЕ = -10В?

А.3.3.4 У якому режимі працює транзистор п-р-п, що увімкнутий за схемою ЗЕ, якщо напруга UБЕ = -0,3В, а напруга UКЕ = -0,4В?

А.3.3.5 Транзистор п-р-п увімкнутий за схемою ЗБ. UЕБ = -0,5В, UКБ = = 12В. Визначити напругу колектор-емітер.

А.3.3.6 Транзистор р-п-р увімкнутий за схемою ЗЕ. Напруга UБЕ = = -0,8В; UКЕ = -10В. Визначити напругу колектор-база.

А.3.3.7 Виводи електродів транзистора марковані А, Б, В. Струми, що знімаються з цих виводів, дорівнюють ІА = 1мА; ІБ = 20мкА, ІВ = 1,02 мА. З якими електродами транзистора з'єднані виводи і чому дорівнює коефіцієнт передачі постійного струму бази транзистора (прийняти ІК0 = 0).

179

Смотрите также файлы

Дискретные стрессоры.docx

Практическое задание. Возрастная психология. Боронихина Юлия Петровна.docx

Семинар по написанию выпускного аттестационного проекта (онлайнформат) второй семинар 1819 июля 2023 Предварительная защита проектов.docx

Доклад по плану Содержание Введение 3 Климатические особенности степей 4 Растительный состав по ярусам растительности степей 5.doc

Бекітемін Жартас жббмкмм.docx

Файл: 000810.pdf

Смотрите также файлы

Информация

Списки файлов

Дополнительно