Материалы сайта
Это интересно
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 |IК при UЭ = |IК при UЭ |IК при UЭ = |IК при UЭ |IК при 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 | |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 [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] [pic] Рисунок 2.1 – График распределения концентрации от координат в эмиттерной области 2.2 В базовой области: [pic] [pic] [pic] UЭ = 0.005 В; UК = 1.4 В. [pic] Рисунок 2.2 – График распределения концентрации в базовой области В эмиттерной области: [pic] [pic] UК = 1.4 В [pic] Рисунок 2.3 – График концентрации в коллекторной области 3 Расчет эффективности эмиттера [pic] [pic] [pic] UЭ = 0,2 В; UК = 0,1 В [pic] 4 Коэффициент переноса тока через базу [pic] [pic] [pic] 5 Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОБ [pic] где М – коэффициент умножения тока коллектора [pic] [pic] [pic] [pic] [pic] 6 Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ [pic] 7 Расчет барьерной емкости коллекторного перехода [pic] [pic] где U0 – пороговое напряжение перехода [pic] [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] [pic] [pic] [pic] Воспользуемся формулами связи между параметрами транзистора при различных включениях. [pic] [pic] [pic] [pic] 9 Дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода [pic] [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] [pic] ( изменяем 0 – 1000 Гц [pic] [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] [pic] [pic] Рисунок 12.1 - АЧХ