|
|
|
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:
д q=1,6*10 19 Кл заряд электрона;
д ni=1,5*1010 см 3 концентрация, при температуре 300 К;
д А=1*10 6 см2 площадь p-n перехода;
д Дnк=34 см2/с коэффициент диффузии электронов в коллекторной области;
д Дрб=13 см2/с коэффициент диффузии дырок в базовой области;
д Ln=4.1*10 4 м диффузионная длина электрона;
д UТ=25,8 мВ температурный потенциал при температуре 300 К;
д Wб=4,9 мм ширина базовой области;
д Nдб=1,1*1016 см 3 донорная концентрация в базовой области;
д Nак=3*1017 см 3 акцепторная концентрация в коллекторной области;
(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=0 ВIК при UЭ=0.005 ВIК при UЭ=0.01 ВIК при UЭ=0.015 ВIК при UЭ=0.02 В000008.429e-35.598e-30.0210.0290.0390.0230.0140.0350.0430.0536.7490.0280.0380.0460.0560.0260.0320.0390.0470.0570.0260.0320.0390.0470.0570.0260.0320.0390.0470.0570.0260.0320.0390.0470.0570.0260.0320.0390.0470.0570.0260.0320.0390.0470.057
По полученным данным построим график зависимости представленный на рисунке 1.1
Рисунок 1.1 Выходная характеристика транзистора
1.2 Расчет и построение входных характеристик транзистора
(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 ВIЭ при UК=- ВIЭ при UК=0.03 В0-0.0260.057-0.012-0.0390.045-0.031-0.0570.027Продолжение 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]00.021-0.0703.954e-30.025-0.0668.033e-30.029-0.0620.0310.052-0.0380.0700.0914.754e-40.1280.1490.0580.2130.2330.1430.3370.3580.2670.5200.5410.4500.7880.8090.719
По значениям токов и напряжений построим зависимость тока базы от напряжения UБЭ представленную на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 Входные характеристики транзистора
2 Расчет концентрации не основных носителей
Исходные данные:
д Wе=3,0 мм ширина эмиттерной области;
д Wб=4,9 мкм ширина базовой области;
д Wк=5,1 мм ширина коллекторной области;
д Х=10 мм
2.1 В эмиттерной области:
где UЭ=0,005B
Рисунок 2.1 График распределения концентрации от координат в эмиттерной области
2.2 В базовой области:
UЭ=0.005 В; UК=1.4 В.
Рисунок 2.2 График распределения концентрации в базовой области
В эмиттерной области:
UК=1.4 В
Рисунок 2.3 График концентрации в коллекторной области
3 Расчет эффективности эмиттера
UЭ=0,2 В; UК=0,1 В
4 Коэффициент переноса тока через базу
5 Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОБ
где М коэффициент умножения тока коллектора
6 Статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ
7 Расчет барьерной емкости коллекторного перехода
где U0 пороговое напряжение перехода
8 Расчет h параметров
Для вычисления h параметров используем характеристики транзистора полученные с использованием модели Молла Эберса.
Рисунок 8.1 Выходные характеристики транзистора
UКЭ=EK IKRH,
EK=IKRH + UКЭ,
ЕК=0,057*10+(-5)=4,43
Рисунок 8.2 Входные характеристики транзистора
Воспользуемся формулами связи между параметрами транзистора при различных включениях.
9 Дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода
10 Расчет дифферинцеальной емкости эмиттерного перехода
11 Расчет эффекта Эрли
При UЭ=const, концентрация носителей в базовой области становится функцией коллекторного напряжения:
UK0
0.2
0.4
0.8
1.2
1.4
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
изменяем 0 1000 Гц
00.1
10
100
200
500
1000-0.42
-5.465
-21.465
-62.34
-80
-85.2
Рисунок 12.1 ФЧХ
12.2 АЧХ
При использовании тех же частот
Рисунок 12.1 - АЧХ
1
|
|
|
|
 |
На сайте: |
, ,
|
