Расчет полевого транзистора

1 Расчетвходной и выходнойхарактеристикитранзисторас использованиеммодели Молла– Эберса.

1.1 Расчети построениевыходныххарактеристиктранзистора

Исходныеданные:

• q= 1,6*10 ^–19Кл – зарядэлектрона;

• n_i= 1,5*10¹⁰ см^–3 –концентрация,при температуре300 К;

• А= 1*10 ^–6см² –площадь p-nперехода;

• Д_nк= 34 см²/с– коэффициентдиффузии электроновв коллекторнойобласти;

• Д_рб= 13 см²/с– коэффициентдиффузии дырокв базовой области;

• L_n= 4.1*10 ^–4 м – диффузионнаядлина электрона;

• U_Т= 25,8 мВ – температурныйпотенциал притемпературе300 К;

• W_б= 4,9 мм – ширинабазовой области;

• N_дб= 1,1*10¹⁶ см^–3 – донорнаяконцентрацияв базовой области;

• N_ак= 3*10¹⁷ см^–3 – акцепторнаяконцентрацияв коллекторнойобласти;

(1.1)

U_Э – const

-U_К= 0; 0.01; 0.05; 0.1; 1; 1.5; 2; 3; 4; 5;

Находимзначение I_К, затем меняяU_Э, при тех жезначениях U_Кнаходим значениятока.

Таблица1.1 – ЗначенияI_Кпри разныхзначениях U_Э

Пополученнымданным построимграфик зависимостипредставленныйна рисунке 1.1

Рисунок1.1 – Выходнаяхарактеристикатранзистора

1.2 Расчети построениевходных характеристиктранзистора

(1.2)

U_Э= 0; 0.01; 0.02; 0.03; 0.04; 0.05; 0.06; 0.07; 0.08; 0.09

U_К– const

Таблица1.2 – Значениятока эмиттерапри различныхзначениях U_Э

Продолжениетаблицы 1.2

Дляпостроениявходной характеристикинужны значениятока базы

I_Б= -(I_Э+ I_К) (1.3)

Таблица1.3 – Значениятока базы

Позначениям токови напряженийпостроим зависимостьтока базы отнапряженияU_БЭпредставленнуюна рисунке 1.2.

Рисунок1.2 – Входныехарактеристикитранзистора

2 Расчетконцентрациине основныхносителей

Исходныеданные:

• W_е= 3,0 мм – ширинаэмиттернойобласти;

• W_б= 4,9 мкм – ширинабазовой области;

• W_к= 5,1 мм – ширинаколлекторнойобласти;

• Х = 10 мм

2.1 В эмиттернойобласти:

гдеU_Э= 0,005B

Рисунок2.1 – График распределенияконцентрацииот координатв эмиттернойобласти

2.2 В базовойобласти:

U_Э= 0.005 В; U_К= 1.4 В.

Рисунок2.2 – График распределенияконцентрациив базовой области

Вэмиттернойобласти:

U_К= 1.4В

Рисунок2.3 – График концентрациив коллекторнойобласти

3Расчет эффективностиэмиттера

U_Э= 0,2 В; U_К= 0,1 В

4 Коэффициентпереноса токачерез базу

5 Статическийкоэффициентпередачи токав схеме с ОБ

где М– коэффициентумножения токаколлектора

6 Статическийкоэффициентпередачи токав схеме с ОЭ

7 Расчетбарьернойемкости коллекторногоперехода

гдеU₀– пороговоенапряжениеперехода

8Расчет h– параметров

Длявычисленияh –параметровиспользуемхарактеристикитранзистораполученныес использованиеммодели Молла– Эберса.

Рисунок8.1 – Выходныехарактеристикитранзистора

U_КЭ=E_K– I_KR_H,

E_K= I_KR_H+ U_КЭ,

Е_К= 0,057*10+(-5)=4,43

Рисунок8.2 – Входныехарактеристикитранзистора

Воспользуемсяформулами связимежду параметрамитранзисторапри различныхвключениях.

9 Дифференциальноесопротивлениеэмиттерногоперехода

10 Расчетдифферинцеальнойемкости эмиттерногоперехода

11 Расчетэффекта Эрли

ПриU_Э= const,концентрацияносителей вбазовой областистановитсяфункциейколлекторногонапряжения:

Рисунок11.1 – Зависимостиконцентрацийв базовой области:

1– в зависимостиот ширины базы,2 – как функцияот приложенногоU_K

12Расчет и построениеФЧХ и АЧХ

12.1 ФЧХ

 изменяем0 – 1000 Гц

Рисунок12.1 – ФЧХ

12.2 АЧХ

При использованиитех же частот

Рисунок12.1 - АЧХ

СПИСОКИСПОЛЬЗОВАННОЙЛИТЕРАТУРЫ

1 Л. Росадо«Физическаяэлектроникаи микроэлектроника»М.: Высш. шк., 1991.-351 с.с ил.

2 И.П.Степаненко«Основы теориитранзисторови транзисторныхсхем» изд. 3-е,перераб. и доп.М., «Энергия»,1973.-608с. с ил.

3 Б.С.Гершунский«Основы электроника»Киев, «Высшаяшкола», 1977, 344с.