Главная » Каталог

Разделы

Главная

Биология

Бухгалтерский учет и аудит

Право

Промышленность производство

Химия

Экономика

Информация

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;

[pic] (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

|0 В |=0.005 В |0.01 В |=0.015 В |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 |

По полученным данным построим график зависимости представленный на рисунке

1.1

[pic]

Рисунок 1.1 – Выходная характеристика транзистора

1.2 Расчет и построение входных характеристик транзистора

[pic] (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 = - ( |IЭ при UК = 0.03|

| |В |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)

Таблица 1.3 – Значения тока базы

|IБ [мА] |

|0 |0.021 |-0.070 |

|3.954e-3 |0.025 |-0.066 |

|8.033e-3 |0.029 |-0.062 |

|0.031 |0.052 |-0.038 |

|0.070 |0.091 |4.754e-4 |

|0.128 |0.149 |0.058 |

|0.213 |0.233 |0.143 |

|0.337 |0.358 |0.267 |

|0.520 |0.541 |0.450 |

|0.788 |0.809 |0.719 |

По значениям токов и напряжений построим зависимость тока базы от

напряжения UБЭ представленную на рисунке 1.2.

[pic]

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:

[pic]

где UЭ = 0,005B

[pic]

Рисунок 2.1 – График распределения концентрации от координат в эмиттерной

области

2.2 В базовой области:

[pic]

UЭ = 0.005 В; UК = 1.4 В.

[pic]

Рисунок 2.2 – График распределения концентрации в базовой области

В эмиттерной области:

[pic]

UК = 1.4 В

[pic]

Рисунок 2.3 – График концентрации в коллекторной области

3 Расчет эффективности эмиттера

[pic]

UЭ = 0,2 В; UК = 0,1 В

[pic]

4 Коэффициент переноса тока через базу

[pic]

5 Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОБ

[pic]

где М – коэффициент умножения тока коллектора

[pic]

6 Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ

[pic]

7 Расчет барьерной емкости коллекторного перехода

[pic]

где U0 – пороговое напряжение перехода

[pic]

8 Расчет h – параметров

Для вычисления h – параметров используем характеристики транзистора

полученные с использованием модели Молла – Эберса.

[pic]

Рисунок 8.1 – Выходные характеристики транзистора

UКЭ =EK – IKRH,

EK = IKRH + UКЭ,

ЕК = 0,057*10+(-5)=4,43

[pic]

Рисунок 8.2 – Входные характеристики транзистора

[pic]

Воспользуемся формулами связи между параметрами транзистора при различных

включениях.

[pic]

9 Дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода

[pic]

10 Расчет дифферинцеальной емкости эмиттерного перехода

[pic]

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 |

[pic]

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

[pic]

( изменяем 0 – 1000 Гц

[pic]

|( |(0 |

|0.1 |-0.42 |

|10 |-5.465 |

|100 |-21.465 |

|200 |-62.34 |

|500 |-80 |

|1000 |-85.2 |

[pic]

Рисунок 12.1 – ФЧХ

12.2 АЧХ

При использовании тех же частот

[pic]

Рисунок 12.1 - АЧХ