1 Розрахунок вхідний і вихідний характеристики транзистора з використанням моделі Молла - Еберса.
1.1 Розрахунок і побудова вихідних характеристик транзистора
Початкові дані:
-
q = 1,6 * 10 -19 Кл - заряд електрона;
-
n i = 1,5 * 10 10 см -3 - концентрація, при температурі 300 К;
-
А = 1 * 10 -6 см 2 - площа pn переходу;
-
Д n к = 34 см 2 / с - коефіцієнт дифузії електронів в колекторної області;
-
Д рб = 13 см 2 / с - коефіцієнт дифузії дірок в базовій області;
-
L n = 4.1 * 10 -4 м - дифузійна довжина електрона;
-
U Т = 25,8 мВ - температурний потенціал при температурі 300 К;
-
W б = 4,9 мм - ширина базової області;
-
N дб = 1,1 * 10 16 см -3 - донорная концентрація в базовій області;
-
N ак = 3 * 10 17 см -3 - акцепторная концентрація в колекторної області;
(1.1)
U Е - const
-U К = 0; 0.01; 0.05; 0.1; 1; 1.5; 2; 3; 4; 5;
Знаходимо значення I К, потім змінюючи U Е, при тих же значеннях U До знаходимо значення струму.
Таблиця 1.1 - Значення I До при різних значеннях U Е
I До при U Е = 0 В
|
I До при U Е = 0.005 В
|
I До при U Е = 0.01 В
|
I До при U Е = 0.015 В
|
I До при U Е = 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 |
За отриманими даними побудуємо графік залежності представлений на малюнку 1.1
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/99/90/2449099.png)
Малюнок 1.1 - Вихідна характеристика транзистора
1.2 Розрахунок і побудова вхідних характеристик транзистора
(1.2)
U Е = 0; 0.01; 0.02; 0.03; 0.04; 0.05; 0.06; 0.07; 0.08; 0.09
U К - const
Таблиця 1.2 - Значення струму емітера при різних значеннях U Е
I Е при U К = 0 В
|
I Е при U К = - В
|
I Е при U К = 0.03 В
|
0 |
-0.026 |
0.057 |
-0.012 |
-0.039 |
0.045 |
-0.031 |
-0.057 |
0.027 |
Продовження таблиці 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 побудови вхідний характеристики потрібні значення струму бази
I Б = - (I Е + I К) (1.3)
Таблиця 1.3 - Значення струму бази
I Б [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 |
За значеннями струмів і напруг побудуємо залежність струму бази від напруги U БЕ представлену на малюнку 1.2.
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/01/91/2449101.png)
Малюнок 1.2 - Вхідні характеристики транзистора
2 Розрахунок концентрації неосновних носіїв
Початкові дані:
2.1 У емітерний області:
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/02/91/2449102.gif)
де U Е = 0,005B
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/03/91/2449103.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/04/91/2449104.png)
Малюнок 2.1 - Графік розподілу концентрації від координат в емітерний області
2.2 У базовій області:
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/05/91/2449105.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/06/91/2449106.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/07/91/2449107.gif)
U Е = 0.005 В; U К = 1.4 В.
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/08/91/2449108.png)
Малюнок 2.2 - Графік розподілу концентрації в базовій області
У емітерний області:
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/09/91/2449109.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/10/91/2449110.gif)
U К = 1.4 В
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/11/91/2449111.png)
Малюнок 2.3 - Графік концентрації в колекторної області
3 Розрахунок ефективності емітера
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/12/91/2449112.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/13/91/2449113.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/14/91/2449114.gif)
U Е = 0,2 В; U К = 0,1 В
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/15/91/2449115.gif)
4 Коефіцієнт перенесення струму через базу
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/16/91/2449116.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/17/91/2449117.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/18/91/2449118.gif)
5 Статичний коефіцієнт передачі струму в схемі з ПРО
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/19/91/2449119.gif)
де М - коефіцієнт множення струму колектора
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/20/91/2449120.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/21/91/2449121.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/22/91/2449122.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/23/91/2449123.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/24/91/2449124.gif)
6 Статичний коефіцієнт передачі струму в схемі з ОЕ
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/25/91/2449125.gif)
7 Розрахунок бар'єрної ємності колекторного переходу
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/26/91/2449126.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/27/91/2449127.gif)
де U 0 - порогове напруга переходу
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/28/91/2449128.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/29/91/2449129.gif)
8 Розрахунок h - параметрів
Для обчислення h - параметрів використовуємо характеристики транзистора отримані з використанням моделі Молла - Еберса.
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/30/91/2449130.png)
Малюнок 8.1 - Вихідні характеристики транзистора
U КЕ = E K - I K R H,
E K = I K R H + U КЕ,
Е К = 0,057 * 10 + (- 5) = 4,43
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/31/91/2449131.png)
Малюнок 8.2 - Вхідні характеристики транзистора
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/32/91/2449132.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/33/91/2449133.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/34/91/2449134.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/35/91/2449135.gif)
Скористаємося формулами зв'язку між параметрами транзистора при різних включеннях.
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/36/91/2449136.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/37/91/2449137.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/38/91/2449138.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/39/91/2449139.gif)
9 Диференціальний опір емітерного переходу
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/40/91/2449140.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/41/91/2449141.gif)
10 Розрахунок діфферінцеальной ємності емітерного переходу
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/42/91/2449142.gif)
При U Е = const, концентрація носіїв у базовій області стає функцією колекторного напруги:
U K
|
0
0.2
0.4
0.8
1.2
1.4
|
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/43/91/2449143.png)
Малюнок 11.1 - Залежності концентрацій в базовій області:
1 - в залежності від ширини бази, 2 - як функція від прикладеної U K
12 Розрахунок і побудова ФЧХ і АЧХ
12.1 ФЧХ
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/44/91/2449144.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/45/91/2449145.gif)
змінюємо 0 - 1000 Гц
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/46/91/2449146.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/47/91/2449147.gif)
|
0
|
0.1
10
100
200
500
1000
|
-0.42
-5.465
-21.465
-62.34
-80
-85.2
|
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/48/91/2449148.png)
Малюнок 12.1 - ФЧХ
12.2 АЧХ
При використанні тих же частот
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/49/91/2449149.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/50/91/2449150.gif)
![](http://www.bestreferat.ru/images/paper/51/91/2449151.png)
Малюнок 12.1 - АЧХ
Список використаних джерел
1 Л. Росадо «Фізична електроніка та мікроелектроніка» М .: Вища. шк., 1991.-351 с. з мул.
2 І.П. Степаненко «Основи теорії транзисторів і транзисторних схем» изд. 3-е, перераб. і доп. М., «Енергія», 1973.-608с. з мул.
3 Б.С. Гершунский «Основи електроніка» Київ, «Вища школа», 1977, 344с.
|