 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Биполярные транзисторы. Ниже приведены основные соотношения, необходимые для решения задач и получения ответов на контрольные вопросы
|
Читайте также: |
ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ
РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Ниже приведены основные соотношения, необходимые для решения задач и получения ответов на контрольные вопросы. Это не означает, что необходимо пользоваться только этими соотношениями: в ряде учебных пособий, а так же в технической литературе имеются иные соотношения, также позволяющие решить задачи. При этом числовые результаты должны совпадать.
1. Физика полупроводников
Распределение Ферми-Дирака f (Е,Т)={1+exp[ (E-EF)/kT]}- 1.
Условие невырожденности E-EF >>kT.
Закон действующих масс np=ni2.
Концентрация электронов n={(NД- NА)/2+[(NД- NА)/2]2+ ni2 }1/2≈ NД- NА.
Положение уровня Ферми относительно:
дна зоны проводимости Ec-EF=kT ln (Nc /n).
середины запрещенной зоны EF-Ei=kT ln (n /ni).
Температурный потенциал φт= kT/q. При Т=300К φт ≈0,025В.
Удельная электропроводность σ=q(μnn+μpp).
Уравнение непрерывности для стационарного состояния в отсутствии тока qDpdp/dx=σξ.
Зависимость дрейфовой скорости от напряженности электрического поля ǀ νdǀ= ν1 (ξ/ξc)[1+(ξ/ξc)β]-1/β, где при Т=300К значения параметров ν1, ξс, β для кремния приведены в табл. П.1:
Таблица П.1
| Параметр | Для электронов | Для дырок |
| ν1,см/с | 1,07*107 | 8,34*106 |
| ξс, В/см | 6,91*103 | 1,45*104 |
| β | 1,11 | 2,64 |
Эмпирическая зависимость подвижности носителей от концентрации примесей в кремнии, где для As, P, B значения α, μmin, μmax, N0 в табл.П.2:
| Параметр | Мышьяк | Фосфор | Бор |
| α | 0,680 | 0,711 | 0,719 |
| μmin | 52,2 | 68,5 | 44,6 |
| μmax | 470,5 | ||
| N0 | 9,68*106 | 9,20*1016 | 2,23*1017 |
2. Полупроводниковые диоды
Резкий переход, равновесное состояние:
высота потенциального барьера (контактная разность потенциалов)
Δφ= φ т ln(nn0pp0/ni2)≈[ρi2(b+1)2/ρnρpb], b=μp/μn;
ширина обедненного слоя (ширина p-n перехода) l0=[2ε0εsφ т /q( NД+NА )]1/2.
Емкость перехода CБ=[ qε0εs/2( NД-1+NА-1 )(φ т -U) ]1/2.
Диффузионная емкость (емкость базы) CД=τБ(I+I0)/ φ т.
Обратный ток насыщения I0=qS[(Dp/τP)1/2pn0+[(Dn/τn)1/2np0 ].
Напряжение пробоя Uпр≈60(Eg/1,1)3/2(NБ/1016)-3/4 B
(при концентрации примеси, превышающей 2*1017 см-3 для кремниевых диодов Uпр≈(2.3*1012) NБ-0,66 B, для плавных кремниевых переходов Uпр≈(0.31*109) a -0,4 B, где а - градиент концентрации, см-4).
Напряженность электрического поля пробоя(кремниевый диод) ξпрSi=4*105 [1-(1/3)(ln NБ/1016)] В/см.
Дифференциальное сопротивление Ri= φ т /(I+I0).
Биполярные транзисторы
Эффективность эмиттера γ=1-ρЭ/ρБ ≈(w- LБ), w –толщина базы.
Коэффициент переноса в p-n-p структуре k=(dIk/ dIэр)Uк=const=sech(w/LБ)≈1-0,5(w/LБ)2.
Коэффициент умножения в коллекторном переходе γм≈ 1.
Коэффициент передачи тока эмиттера α = (dIk/ dIэ) Uк=const=γк γм ≈ γ/[ 1-0,5(w/LБ)2 ];
для n-p-n структуры α≈ 1-DpЭpnЭw/DnБnpБLpЭ-0,5(w/LБ)2.
Коэффициент передачи тока базы β=α/(1-α)≈ τБ/td, td ≈ w2/2DБ.
Граничная частота:
в схеме с общей базой ωα=1/tα≈2,43D/ w2 ≈π2/(8 τБ),
в схеме с общим эмиттером ωβ=(1-α) ωα ≈ ωα /(1+β).
Частота генерации ωт=βωβ ≈α/ td.
Максимальная частота регенерации (фактор качества) К= f max=(f т/8πRБCК)1/2.
Напряженность электрического поля в базе дрейфового транзистора
ξБ= -φт N-1 (x)[dN(x)/dx].
Время пролета через базу td = w2/nD, n=2[1+( ξБ / ξ0 )3/2], ξ0≈ 2DБ/μБw.
Сопротивление базы rБ=(1+β)rЭ=φ т /IЭ.
Поиск по сайту: