Реферат: Расчет полевого транзистора
1 Расчет входной и выходной характеристики транзистора с использованием модели Молла – Эберса.
1.1 Расчет и построение выходных характеристик транзистора
Исходные данные:
q = 1,6*10 –19 Кл – заряд электрона;
ni = 1,5*1010 см –3 – концентрация, при температуре 300 К;
А = 1*10 –6 см2 – площадь p-n перехода;
Дnк = 34 см2/с – коэффициент диффузии электронов в коллекторной области;
Дрб = 13 см2/с – коэффициент диффузии дырок в базовой области;
Ln = 4.1*10 –4 м – диффузионная длина электрона;
UТ = 25,8 мВ – температурный потенциал при температуре 300 К;
Wб = 4,9 мм – ширина базовой области;
Nдб = 1,1*1016 см –3 – донорная концентрация в базовой области;
Nак = 3*1017 см –3 – акцепторная концентрация в коллекторной области;
(1.1)
UЭ – const
-UК = 0; 0.01; 0.05; 0.1; 1; 1.5; 2; 3; 4; 5;
Находим значение IК , затем меняя UЭ , при тех же значениях UК находим значения тока.
Таблица 1.1 – Значения IК при разных значениях UЭ
IК при UЭ = 0 В |
IК при UЭ =0.005 В |
IК при UЭ = 0.01 В |
IК при UЭ =0.015 В |
IК при UЭ = 0.02 В |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
8.429e-3 | 5.598e-3 | 0.021 | 0.029 | 0.039 |
0.023 | 0.014 | 0.035 | 0.043 | 0.053 |
6.749 | 0.028 | 0.038 | 0.046 | 0.056 |
0.026 | 0.032 | 0.039 | 0.047 | 0.057 |
0.026 | 0.032 | 0.039 | 0.047 | 0.057 |
0.026 | 0.032 | 0.039 | 0.047 | 0.057 |
0.026 | 0.032 | 0.039 | 0.047 | 0.057 |
0.026 | 0.032 | 0.039 | 0.047 | 0.057 |
0.026 | 0.032 | 0.039 | 0.047 | 0.057 |
По полученным данным построим график зависимости представленный на рисунке 1.1
Рисунок 1.1 – Выходная характеристика транзистора
1.2 Расчет и построение входных характеристик транзистора
(1.2)
UЭ = 0; 0.01; 0.02; 0.03; 0.04; 0.05; 0.06; 0.07; 0.08; 0.09
UК – const
Таблица 1.2 – Значения тока эмиттера при различных значениях UЭ
IЭ при UК = 0 В |
IЭ при UК = - В |
IЭ при UК = 0.03 В |
0 | -0.026 | 0.057 |
-0.012 | -0.039 | 0.045 |
-0.031 | -0.057 | 0.027 |
Продолжение таблицы 1.2
-0.057 | -0.084 | -3.552e-10 |
-0.097 | -0.123 | -0.039 |
-0.154 | -0.181 | -0.097 |
-0.239 | -0.265 | -0.182 |
-0.363 | -0.390 | -0.306 |
-0.546 | -0.573 | -0.489 |
-0.815 | -0.841 |
-0.758 |
Для построения входной характеристики нужны значения тока базы
IБ = -(IЭ + IК ) (1.3)
IБ [мА]
3.954e-3
По значениям токов и напряжений построим зависимость тока базы от напряжения UБЭ представленную на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 – Входные характеристики транзистора
2 Расчет концентрации не основных носителей
Исходные данные:
Wе = 3,0 мм – ширина эмиттерной области;
Wб = 4,9 мкм – ширина базовой области;
Wк = 5,1 мм – ширина коллекторной области;
Х = 10 мм
2.1 В эмиттерной области:
где UЭ = 0,005B
Рисунок 2.1 – График распределения концентрации от координат в эмиттерной области
2.2 В базовой области:
UЭ = 0.005 В; UК = 1.4 В.
Рисунок 2.2 – График распределения концентрации в базовой области
В эмиттерной области:
UК = 1.4 В
Рисунок 2.3 – График концентрации в коллекторной области
3 Расчет эффективности эмиттера
UЭ = 0,2 В; UК = 0,1 В
4 Коэффициент переноса тока через базу
5 Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОБ
где М – коэффициент умножения тока коллектора
6 Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ
7 Расчет барьерной емкости коллекторного перехода
где U0 – пороговое напряжение перехода
8 Расчет h – параметров
Для вычисления h – параметров используем характеристики транзистора полученные с использованием модели Молла – Эберса.
Рисунок 8.1 – Выходные характеристики транзистора
UКЭ =EK – IKRH,
EK = IKRH + UКЭ,
ЕК = 0,057*10+(-5)=4,43
Рисунок 8.2 – Входные характеристики транзистора
Воспользуемся формулами связи между параметрами транзистора при различных включениях.
9 Дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода
10 Расчет дифферинцеальной емкости эмиттерного перехода
11 Расчет эффекта Эрли
При UЭ = const, концентрация носителей в базовой области становится функцией коллекторного напряжения:
UK |
0 0.2 0.4 0.8 1.2 1.4 |
Рисунок 11.1 – Зависимости концентраций в базовой области:
1 – в зависимости от ширины базы, 2 – как функция от приложенного UK
12 Расчет и построение ФЧХ и АЧХ
12.1 ФЧХ
изменяем 0 – 1000 Гц
|
0 |
0.1 10 100 200 500 1000 |
-0.42 -5.465 -21.465 -62.34 -80 -85.2 |
Рисунок 12.1 – ФЧХ
12.2 АЧХ
При использовании тех же частот
Рисунок 12.1 - АЧХ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1 Л. Росадо «Физическая электроника и микроэлектроника» М.: Высш. шк., 1991.-351 с. с ил.
2 И.П. Степаненко «Основы теории транзисторов и транзисторных схем» изд. 3-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1973.-608с. с ил.
3 Б.С. Гершунский «Основы электроника» Киев, «Высшая школа», 1977, 344с.