Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Физические основы электроники. Транзисторы. Гальваномагнитные и термоэлектрические приборы. Оптоэлектронные приборы. Учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
11.08.2026
Размер:
598 Кб
Скачать

Окончание табл. 5.7

 

Удельное

Удельное

Удельное

 

Диаметры

Время

Номер

Ширина

жизни

сопротив-

сопротив-

сопротив-

эмиттера

неоснов-

вари-

ление

ление кол-

базы w,

анта

эмиттера

ление базы

лектора ρК,

см

и коллек-

ных носи-

ρБ, Ом · см

тора d, см

телей заря-

 

ρЭ, Ом · см

Ом · см

 

 

 

 

 

 

 

да τn, мкс

5

0,1

40

4

2,0 · 10–3

0,08

70

6

0,2

10

6

2,7 · 10–3

0,1

80

7

0,15

25

5

3,5 · 10–3

0,7

55

8

0,18

27

4

1,5 · 10–3

0,015

90

9

0,15

30

3

2,8 · 10–3

0,05

50

10

0,18

15

2

2,5 · 10–3

0,04

40

11

0,1

40

4

3,5 · 10–3

0,03

45

12

0,2

10

6

1,5 · 10–3

0,07

30

13

0,1

30

2

2,8 · 10–3

0,08

70

14

0,2

15

4

2,0 · 10–3

0,1

80

15

0,15

40

6

2,7 · 10–3

0,7

80

16

0,18

10

5

3,5 · 10–3

0,015

55

17

0,1

25

4

1,5 · 10–3

0,05

50

18

0,2

30

3

2,8 · 10–3

0,04

40

5.8. Для некоторого транзистора структуры p–n–p задано: дырочный ток эмиттера I pЭ , электронный ток эмиттера InЭ , дырочный ток

коллектора I pК , электронный ток коллектора InК . Вычислить: стати-

ческий коэффициент передачи тока базы, эффективность эмиттера или коэффициент инжекции, ток базы и коэффициент передачи тока в схемах с общим эмиттером и общей базой. Численные значения заданы в табл. 5.8.

5.9. Кремниевый транзистор структуры n–p–n при комнатной температуре имеет концентрацию примесей в базе N А. Толщина

активной области базы при указанном напряжении «коллектор–база» UКБ составляет w. Вычислить барьерную емкость перехода «коллектор–

база», если площадь перехода S. Численные значения заданы в табл. 5.9.

31

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.8

 

 

 

Варианты для задачи 5.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер

 

Дырочный

Электронный

 

Дырочный

Электронный

 

ток

 

 

ток эмиттера

 

ток коллекто-

ток коллектора

варианта

 

эмиттера

 

 

InЭ, мА

 

ра IpК, мА

 

 

InК, мкА

 

 

IpЭ, мА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

0,01

 

0,98

 

1

2

 

5

0,05

 

4,9

 

2

3

 

7

0,07

 

6,9

 

3

4

 

1

0,01

 

0,95

 

1,5

5

 

1

0,01

 

0,92

 

2,5

6

 

3

0,02

 

2,9

 

3,5

7

 

6

0,05

 

5,8

 

3

8

 

1,5

0,02

 

1,45

 

5

9

 

8

0,08

 

7,5

 

0,5

10

 

2

0,02

 

1,9

 

0,6

11

 

7

0,08

 

6,9

 

0,4

12

 

5

0,04

 

4,95

 

0,8

13

 

1

0,01

 

0,91

 

1,5

14

 

6

0,05

 

5,7

 

1

15

 

3

0,03

 

2,9

 

6

16

 

2

0,02

 

1,95

 

8

17

 

4

0,04

 

3,8

 

2

18

 

5

0,05

 

4,8

 

1,5

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.9

 

 

 

Варианты для задачи 5.9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер

Концентрация

Толщина активной

Напряжение

 

Площадь

 

примеси

области базы

 

«коллектор–

 

перехода

варианта

 

 

 

 

в базе NА, м–3

w, мкм

 

база» UКБ, В

 

S, м2

1

1,3 · 1023

1

 

 

0

 

 

10–8

2

2 · 1022

0,5

 

 

0

 

 

5 · 10–9

3

1021

0,7

 

 

1

 

 

10–9

4

1020

0,8

 

 

2

 

 

2 · 10–9

5

1022

1,5

 

 

3

 

 

10–8

32

 

 

 

Окончание табл. 5.9

 

 

 

 

 

Номер

Концентрация

Толщина активной

Напряжение

Площадь

примеси

области базы

«коллектор–

перехода

варианта

в базе NА, м–3

w, мкм

база» UКБ, В

S, м2

6

1021

2

4

5 · 10–9

7

1020

3

2

10–9

8

1021

2,5

1

3 · 10–9

9

1020

0,4

0

5 · 10–9

10

4 · 1022

1

0

10–9

11

1019

0,5

0

3 · 10–9

12

1020

0,7

1

10–9

13

1020

0,8

2

3 · 10–9

14

1021

1,5

3

5 · 10–9

15

1020

2

4

10–8

16

3 · 1022

3

2

5 · 10–9

17

1019

2,5

1

10–9

18

1020

0,4

0

10–8

5.10.Транзистор типа n+–p–n имеет эффективность эмиттера γ =

=0,999, коэффициент переноса через базу = 0,99, толщину активной

области базы w, концентрации легирующих примесей в эмиттере, базе и коллекторе соответственно NДЭ, NАБ, NДК. Определить предельное

напряжение на эмиттере, при котором наступает электрический пробой. Необходимые численные значения заданы в табл. 5.10.

 

 

 

 

Таблица 5.10

 

Варианты для задачи 5.10

 

 

 

 

 

 

 

Номер

Толщина актив-

Концентрация

Концентрация

Концентра-

ной области

примеси

примеси

 

ция примеси

варианта

в эмиттере

–3

в коллекто-

базы w, мкм

в базе NАБ, см

 

NДЭ, см–3

 

ре NДК, см–3

1

0,5

1019

3 · 1016

 

5 · 1015

2

1

2 · 1019

4 · 1016

 

6 · 1015

3

1,5

1019

1016

 

1015

4

2

2 · 1019

1,5 · 1016

 

4 · 1015

5

1,7

2 · 1019

3 · 1016

 

6 · 1015

33

 

 

 

Окончание табл. 5.10

 

 

 

 

 

Номер

Толщина актив-

Концентрация

Концентрация

Концентра-

ной области

примеси

примеси

 

ция примеси

варианта

в эмиттере

–3

в коллекто-

базы w, мкм

в базе NАБ, см

 

NДЭ, см–3

 

ре NДК, см–3

6

1,1

5 · 1019

9 · 1015

 

1015

7

0,5

1019

1 · 1016

 

5 · 1015

8

1

1019

1,5 · 1016

 

6 · 1015

9

0,5

2 · 1019

4 · 1016

 

1015

10

1

5 · 1019

1 · 1016

 

4 · 1015

11

1,5

7 · 1019

1,5 · 1016

 

5 · 1015

12

2

1019

3 · 1016

 

6 · 1015

13

1,7

1019

1,5 · 1016

 

1015

14

1,1

5 · 1019

3 · 1016

 

4 · 1015

15

1,5

7 · 1019

9 · 1015

 

1015

16

2

5 · 1019

1 · 1016

 

4 · 1014

17

1,7

1019

1,5 · 1016

 

1015

18

1,1

1019

3 · 1016

 

4 · 1014

5.11. Определить коэффициент усиления по току для p–n–p-транзи- стора, включенного по схеме с общим эмиттером, если при изменении

тока базы ток коллектора изменился на IК , а ток эмиттера – на IЭ .

Температура, при которой работает транзистор, равна T. Численные значения заданы в табл. 5.11.

 

 

 

Таблица 5.11

 

Варианты для задачи 5.11

 

 

 

 

 

Номер

Изменение тока

Изменение тока

Температура, К

варианта

коллектора IК, мА

эмиттера IЭ, мА

 

1

5

5,2

300

2

6

6,2

300

3

7

7,4

350

4

8

9,2

380

5

9

9,2

300

6

10

11,2

300

7

5

7,4

350

34

 

 

Окончание табл. 5.11

 

 

 

 

Номер

Изменение тока

Изменение тока

Температура, К

варианта

коллектора IК, мА

эмиттера IЭ, мА

 

8

6

7,2

380

9

7

7,5

370

10

8

8,5

340

11

9

10

330

12

10

12

340

13

5

7

330

14

6

8

325

15

7

10

385

16

8

12

390

17

9

14

300

18

10

15

300

5.12. Рассматривается кремниевый сплавной транзистор структуры p–n–p с резкими переходами и с удельным сопротивлением эмиттера

ρЭ = 0,1 Ом · см, удельным сопротивлением базы Б = 25 Ом · см, удельным сопротивлением коллектора К = 5 Ом · см и шириной базы

w 2,5 10 3 см. Диаметры эмиттера и коллектора равны 0,05 см. Время жизни неосновных носителей заряда n = 50 мкс. Ток эмиттера IЭ = 1 мА, Т = 300 К. Транзистор работает в активном режиме при UКБ = –40 В. Вычислить коэффициент передачи тока . Необходимые численные значения заданы в табл. 5.12.

Таблица 5.12

Варианты для задачи 5.12

 

Удельное

 

Удельное

 

 

Время

 

Удельное

Ширина

Диаметры

жизни не-

Номер

сопротив-

сопротив-

сопротив-

эмиттера

основных

вари-

ление

ление кол-

базы

анта

эмиттера

ление базы

лектора ρК,

w, см

и коллек-

носителей

ρБ, Ом · см

тора d, см

заряда τn,

 

ρЭ, Ом · см

Ом · см

 

 

 

 

 

 

 

мкс

1

0,1

25

5

2,5 · 10–3

0,05

50

2

0,2

27

4

3,5 · 10–3

0,04

40

3

0,15

30

3

1,5 · 10–3

0,03

45

4

0,18

15

2

2,8 · 10–3

0,07

30

35

Окончание табл. 5.12

 

Удельное

Удельное

Удельное

 

Диаметры

Время

Номер

Ширина

жизни не-

сопротив-

сопротив-

сопротив-

эмиттера

основных

вари-

ление

ление кол-

базы

анта

эмиттера

ление базы

лектора ρК,

w, см

и коллек-

носителей

ρБ, Ом · см

тора d, см

заряда τn,

 

ρЭ, Ом · см

Ом·см

 

 

 

 

 

 

 

мкс

5

0,1

40

4

2,0 · 10–3

0,08

70

6

0,2

10

6

2,7 · 10–3

0,1

80

7

0,15

25

5

3,5 · 10–3

0,7

55

8

0,18

27

4

1,5 · 10–3

0,015

90

9

0,15

30

3

2,8 · 10–3

0,05

50

10

0,18

15

2

2,5 · 10–3

0,04

40

11

0,1

40

4

3,5 · 10–3

0,03

45

12

0,2

10

6

1,5 · 10–3

0,07

30

13

0,1

30

2

2,8 · 10–3

0,08

70

14

0,2

15

4

2,0 · 10–3

0,1

80

15

0,15

40

6

2,7 · 10–3

0,7

80

16

0,18

10

5

3,5 · 10–3

0,015

55

17

0,1

25

4

1,5 · 10–3

0,05

50

18

0,2

30

3

2,8 · 10–3

0,04

40

5.13.Сплавной транзистор типа p–n–p включен в схему, изображенную на рис. 5.13. Определить ток коллектора, если известно, что коэффициент передачи тока

= 0,98 и IКБО = 10 мкА.

5.14.Вывести уравнения, связывающие z-параметры и Y-параметры транзистора.

Примечание. Формулы перехода между различными малосигнальными параметрами для любой схемы включения приведены в [3], стр. 230–232, а также в [4], стр. 41.

Iк

+Eк

Iэ

Рис. 5.13

36

5.15. Некоторый транзистор характеризуется параметрами: h11Б , h12Б, h21Э, h22Б, численные значения которых указаны в табл. 5.15.

Определить значения всех сопротивлений T-образной схемы замещения.

 

 

 

 

Таблица 5.15

 

Варианты для задачи 5.15

 

 

 

 

 

 

Номер

h11Б, Ом

h12Б

h21Э

h22Б, См

варианта

 

 

 

 

1

20

2 · 10–4

28

4 · 10–6

2

5

10–4

30

6 · 10–6

3

40

2 · 10–4

20

2 · 10–5

4

35

8 · 10–4

40

8 · 10–6

5

15

10–4

41

4 · 10–6

6

18

2 · 10–4

32

6 · 10–6

7

25

8 · 10–4

50

2 · 10–5

8

30

10–4

51

8 · 10–6

9

28

2 · 10–4

39

4 · 10–6

10

20

8 · 10–4

15

6 · 10–6

11

5

10–4

25

2 · 10–5

12

40

10–4

26

4 · 10–6

13

35

2 · 10–4

28

6 · 10–6

14

15

3 · 10–4

30

2 · 10–5

15

18

4 · 10–4

20

6 · 10–6

16

25

5 · 10–4

40

2 · 10–5

17

30

3 · 10–4

41

6 · 10–6

18

28

4 · 10–4

25

2 · 10–5

5.16. Транзистор имеет значения сопротивлений: эмиттера rЭ , базы rБ и коллектора rК , коэффициент передачи тока . Определить h-

параметры для схемы включения с общим эмиттером. Необходимые численные значения заданы в табл. 5.16.

5.17. Транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, имеет следующие параметры: h11Э = 2 кОм, h12Э 6 10 4, h21Э = 50, h22Б2,5 10 5 См. Определить h-параметры этого транзистора, включен-

37

ного в схему с общей базой. Необходимые численные значения заданы в табл. 5.17.

Примечание. Формулы перехода между различными малосигнальными параметрами для любой схемы включения приведены в [3,] стр. 230–232, а также в [4], стр. 41.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.16

 

 

Варианты для задачи 5.16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент

 

Номер

 

Сопротивление

Сопротивление

Сопротивление

 

 

 

эмиттера

коллектора

 

передачи

 

варианта

 

базы RБ, Ом

 

 

 

rЭ, Ом

rК, МОм

 

тока α

 

1

15

 

500

 

1

 

 

0,96

 

2

25

 

600

 

1,2

 

 

0,97

 

3

27

 

700

 

1,3

 

 

0,98

 

4

10

 

800

 

1,5

 

 

0,99

 

5

21

 

550

 

2,0

 

 

0,965

 

6

33

 

750

 

1

 

 

0,967

 

7

26

 

450

 

1,2

 

 

0,97

 

8

15

 

830

 

1,3

 

 

0,98

 

9

25

 

910

 

1,5

 

 

0,99

 

10

27

 

500

 

2,0

 

 

0,965

 

11

10

 

600

 

1

 

 

0,96

 

12

21

 

700

 

1,7

 

 

0,97

 

13

10

 

800

 

1

 

 

0,98

 

14

21

 

550

 

2,1

 

 

0,96

 

15

33

 

750

 

3,0

 

 

0,97

 

16

10

 

450

 

3,4

 

 

0,94

 

17

21

 

830

 

1,5

 

 

0,93

 

18

33

 

910

 

1,1

 

 

0,98

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.17

 

 

Варианты для задачи 5.17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер

 

h11Э, кОм

 

h12Э

 

h21Э

 

 

h22Э, См

 

варианта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

6 · 10–4

 

50

 

 

2,5 · 10–5

 

2

 

5

 

4 · 10–4

 

42

 

 

5 · 10–5

 

3

 

7

 

5 · 10–4

 

33

 

 

7,5 · 10–5

 

38

Окончание табл. 5.17

Номер

h11Э, кОм

h12Э

h21Э

h22Э, См

варианта

 

 

 

 

4

10

7 · 10–4

45

9,5 · 10–5

5

1

6 · 10–4

20

2,5 · 10–5

6

3

4 · 10–5

38

5 · 10–5

7

6

5 · 10–4

50

7,5 · 10–5

8

1,5

7 · 10–5

60

9,5 · 10–5

9

8

6 · 10–4

70

2,5 · 10–5

10

2

4 · 10–5

80

5 · 10–5

11

7

5 · 10–4

120

7,5 · 10–5

12

5

7 · 10–5

110

9,5 · 10–5

13

12

6 · 10–4

65

2,5 · 10–5

14

6

4 · 10–6

40

5 · 10–5

15

3

5 · 10–5

30

7,5 · 10–5

16

2

7 · 10–6

60

9,5 · 10–5

17

4

6 · 10–4

90

5 · 10–5

18

5

4 · 10–4

110

7,5 · 10–5

5.18. Определить коэффициенты передачи тока для всех трех схем включения транзистора, если амплитуда переменной составляющей коллекторного тока ImК = 3,9 мА и амплитуда тока эмит-

тера ImЭ = 4 мА.

Примечание. Расчеты коэффициентов передачи БТ в различных схемах приведены в [6, 13].

5.19. Дана схема, показанная на рис. 5.19. Известно, что транзистор работает в активном режиме. Предполагая, что сопротивление резистора RЭ достаточно велико по сравнению с сопротивлением эмиттер-

ного перехода и сопротивление коллекторного перехода много больше, чем сопротивление Rн , найти коэффициент усиления по напряже-

нию KU . Током IКБО пренебречь.

Примечание. Сравнение усилительных свойств БТ в различных схемах приведено в [11], стр. 253–258.

39

5.20. Схема, показанная на рис. 5.20, имеет параметры RН, RЭ, EЭ, EК , численные значения которых заданы в табл. 5.20. Определить напряжение UКБ .

Rэ

Iэ

 

Iк

 

 

 

 

 

Rэ

 

 

Iэ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Iк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uвх

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

U

Eэ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Iб

 

 

н

 

 

вых

 

 

 

 

+

 

 

 

 

Iб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

Рис. 5.19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5.20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.20

 

 

 

 

 

 

 

Варианты для задачи 5.20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер

 

Напряжение,

 

 

Напряжение,

Сопротивление

 

Сопротивление

варианта

 

в цепи эмит-

 

 

 

в цепи кол-

в цепи эмитте-

 

 

 

 

нагрузки

 

тера E, В

 

 

лектора E, В

ра RЭ, кОм

 

 

 

 

Rн, кОм

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

10

 

 

 

30

5

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

2

 

12

 

 

 

28

1,2

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

3

 

10

 

 

 

32

1,3

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

4

 

10

 

 

 

15

1,5

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

5

 

18

 

 

 

25

2,0

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

6

 

13

 

 

 

22

1,8

 

 

 

 

 

 

 

35

 

 

 

7

 

10

 

 

 

30

1

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

8

 

12

 

 

 

28

1,2

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

9

 

10

 

 

 

32

1,3

 

 

 

 

 

 

 

55

 

 

 

10

 

10

 

 

 

15

1

 

 

 

 

 

 

 

45

 

 

 

11

 

18

 

 

 

20

1,2

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

12

 

13

 

 

 

25

1

 

 

 

 

 

 

 

48

 

 

 

13

 

10

 

 

 

22

1

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

14

 

12

 

 

 

35

1,2

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

15

 

10

 

 

 

30

1,3

 

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

16

 

10

 

 

 

28

1,5

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

17

 

18

 

 

 

32

2,0

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

18

 

13

 

 

 

15

1,8

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

40

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]