2. Экспериментальная часть 9

2.1 Диод 1N5822. 9

2.2 Биполярные транзисторы 17

2.2.1 Маломощный транзистор S8050 (n-p-n) 17

2.2.2 Транзистор средней мощности BC32725 (p-n-p) 24

2.3 Полевой транзистор IRFZ44N 32

ВЫВОДЫ 36

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 37

Введение

В данной курсовой работе необходимо определить параметры структурно-физических математических моделей диода, биполярных транзисторов n-p-n и p-n-p типов и полевого транзистора. Параметры этих моделей находятся посредством обработки экспериментальных характеристик, которые определяются с помощью стенда, на котором производится снятие статических характеристик: входных, выходных ВАХ с использованием прибора Л2-56. Эти параметры являются главными элементами системы моделирования и анализа радиоэлектронных цепей. Такое моделирование позволяет значительно сократить сроки создания новых изделий РЭА и резко снизить затраты на макетирование этих изделий.

Данная работа представляет собой пояснительную записку к курсовому проекту по измерению, исследованию и анализу характеристик диода 1N5822, транзисторов S8050, BC327 и полевого транзистора IRFZ44N. В этой работе представлен краткий обзор возможных топологий структур этих транзисторов, изложены их основные принципы работы, характеристики, и параметры различных режимов, рассчитанные по данным характеристикам.

Первой задачей является ознакомление с электрической принципиальной схемой макетов, с помощью которых производится определение параметров математических моделей биполярных и полевых транзисторов.

Второй задачей является ознакомление со справочными свойствами транзисторов, выяснение предельно допустимых режимов работы транзисторов.

И последующей задачей является анализ полученных результатов.

1. Теоретическая часть

   1. Полупроводниковые диоды

Однопараметрическая модель Шокли описывает ВАХ идеального диода[3]:

(1)

Здесь - разность потенциалов (напряжение) на выводах диода;

- постоянная Больцмана;

Т – абсолютная температура диода;

Единственный параметр имеет смысл тока насыщения или обратного тока диода.

Прямая ветвь ВАХ реального диода описывается двухпараметрической зависимостью, обобщающей формулу Шокли[1]:

(2)

Здесь - коэффициент неидеальности диода.

Обратная ветвь ВАХ диода состоит из трёх участков. При развивается обратимый пробой p-n –перехода, ток начинает возрастать экспоненциально. В интервале напряжений его можно аппроксимировать соотношением:

(3)

2. Биполярные транзисторы

Биполярные транзисторы можно определить как полупроводниковые приборы, управляемые током (под этим понимается, что диапазон изменения входных токов значительно больше диапазона изменения входных напряжений). Характеристики биполярных транзисторов чаще всего аппроксимируется двумя моделями – моделью Гуммеля-Пуна, либо, при опускании некоторых подробностей, – моделью Эберса-Молла.

Для проведения моделирования электрических схем необходимо иметь аналитическое описание поведения биполярных транзисторов в таких схемах. Такое аналитическое описание может быть построено из знания особенностей структуры и конструкции транзистора, что очень тяжело реализовать на практике. Другой подход, развитый в настоящее время, предполагает идентификацию параметров математической модели на готовом изделии из его различного рода электрических зависимостей, при этом параметры транзисторов могут быть извлечены из набора характеристик:

• статических характеристик;

• малосигнальных характеристик;

• частотных характеристик;

• импульсных характеристик.

Эти характеристики описывают структурно-физические модели Эберса-Молла. Исходные уравнения модели связывают эмиттерный , коллекторный и базовый токи со смещениями эмиттерного и коллекторного переходов,

(4.1)

(4.2)

(4.3)

Модель содержит шесть параметров – коэффициенты передачи тока в активном режиме и в инверсном режиме , коэффициенты неидеальности эмиттерного и коллекторного переходов, тепловой ток эмиттерного перехода и тепловой ток коллекторного перехода . Из (4) можно получить уравнения входной, выходной и передаточной характеристик транзистора.[3]