Элементная база электроники задачник. Учебно-методическое пособие

R

kТ

;

(4.7)

э

qIэ

R

Rэ

;

(4.8)

2(1 )

б

1

Iэ(1 )

к

.

(4.9)

Rк

WбUк

h11б Rэ (1

)Rб ,

(4.10)

h

Rб

,

(4.11)

R

R

12б

к

б

h21б ,

(4.12)

h22б

1

.

(4.13)

R

R

к

б

Формулы перехода между Y и h-параметрами для любой схемы

включения:

Y

1

; Y h12 ;

Y h21 ; Y

h

h12h21

, (4.14)

11

h11

12

h11

21

h11

22

22

h11

Y11э Y11б Y21б

Y12б Y22б ,

(4.15)

Y12э Y12б Y22б ,

(4.16)

Y21э Y21б Y22б ,

(4.17)

Y22э Y22б .

(4.18)

ра) γ, коэффициент переноса п

и коэффициент передачи тока в схе-

ме ОЭ β для кремниевого транзистора типа n–р–n

NAб с однородно

легированной базой при следующих параметрах: NAб

– концентрация

акцепторной примеси в базе; NDэ

– концентрация донорной примеси в

эмиттере; Wб – толщина базы; Wэ – толщина эмиттера;

Lп

– диффу-

зионная длина электронов;

Lр

– диффузионная длина дырок. Принять,

что Dр ~

0,5Dn , Т = 298 К.

Примечание. Для кремния реальные

решеточные

подвижности при

Т = 298 К, n 1300 см2 В 1 с 1,

р 480 см2 В 1 с 1.

Таблица 4.1

Варианты для задачи 4.1

Номер

N

Aб

, см–3

N

Dэ

, см–3

W , мкм

L

, мкм

L

, мкм

W , мкм

варианта

б

п

р

э

1

1,5 · 1016

1,5 · 1018

1,1

10

7

4

2

3 · 1016

1018

3

8

5

10

3

5 · 1016

2,5 · 1018

2,5

5

3

7

4

1 · 1016

4 · 1018

1,3

6

5

5

5

7 · 1016

2 · 1018

1,5

7

6

5

6

3,5 · 1016

5 · 1018

2

4

2

6

7

4 · 1016

3,3 · 1018

0,5

9

5

3

8

9 · 1016

4,2 · 1018

5,2

10

6

13

9

6 · 1016

5,3 · 1018

4,3

6

3

12

10

4,5 · 1016

3 · 1018

3,5

8

4

10

4.2. Кремниевый транзистор типа n–р–n при температуре Т

= 298 К

имеет концентрацию примесей в базе NAб , в коллекторе NDк . Вычис-

лите толщину активной базы Wб0

и барьерную емкость перехода база–

коллектор Cбар

при напряжении Uкб 5 В, если известна площадь пе-

рехода база–коллектор F

и полная толщина базы W

W

W к .

бк

б

б0

б

2

42

Таблица 4.2

Варианты для задачи 4.2

Номер

N

Aб

, м–3

N

Dк

, м–3

F , м2

W , мкм

варианта

бк

б

1

1,5 · 1021

1,5 · 1024

3 · 10–8

1

2

2 · 1021

2 · 1024

2 · 10–8

1,2

3

3 · 1021

3 · 1024

7 · 10–8

1,7

4

3,5 · 1021

3,5 · 1024

5 · 10–8

1,9

5

4 · 1021

4 · 1024

1 · 10–8

0,9

6

4,5 · 1021

4,5 · 1024

4 · 10–8

0,8

7

5 · 1021

5 · 1024

2 · 10–8

1

8

6 · 1021

6 · 1024

3 · 10–8

1,5

9

7 · 1021

7 · 1024

6 · 10–8

0,7

10

8 · 1021

8 · 1024

2 · 10–8

1,3

диент концентрации примеси в коллекторном

переходе Ак =

5,298 · 1020см–4.

Таблица 4.3

Варианты для задачи 4.3

Номер

Iэ, мА

Uк, В

Wб, мкм

варианта

1

1

5

0,995

0,92

2

1,2

7

0,998

0,89

3

0,8

5,4

0,985

0,82

4

1,5

6,3

0,992

0,93

5

2

4,2

0,987

0,78

6

0,9

5,3

0,993

0,69

7

1,3

7,5

0,984

0,57

8

2,5

4,8

0,991

0,59

9

1,4

5,2

0,997

0,71

10

3

6,5

0,989

0,86

43

Таблица 4.4

Варианты для задачи 4.4

Номер

Rэ, Ом

Rк, МОм

Rб, Ом

Wб, мкм

варианта

1

28

1

400

0,92

2

30

1,2

450

0,89

3

18

1,8

390

0,82

4

20

0,95

430

0,93

5

23

2,1

380

0,78

6

25

1,4

420

0,69

7

40

1,5

470

0,57

8

37

0,98

410

0,59

9

27

1,3

440

0,71

10

23

1,1

460

0,86

Таблица 4.5

Варианты для задачи 4.5

Номер

Rэ, Ом

Rк, МОм

Rб, Ом

Wб, мкм

варианта

1

28

1

400

0,92

2

30

1,2

450

0,89

3

18

1,8

390

0,82

4

20

0,95

430

0,93

5

23

2,1

380

0,78

6

25

1,4

420

0,69

44

Окончание табл.

4.5

Номер

Rэ, Ом

Rк,

МОм

Rб, Ом

Wб, мкм

варианта

7

40

1,5

470

0,57

8

37

0,98

410

0,59

9

27

1,3

440

0,71

10

23

1,1

460

0,86

4.6. Рассчитать предельную частоту

fт и коэффициент обратной

связи h12б

для транзистора на частоте 10 МГц с известными парамет-

рами: емкость эмиттера Сэ,

сопротивление базы Rб , емкость коллек-

тора Ск , граничная частота f

при

заданном токе

эмиттера

Iэ

(табл. 4.6).

Таблица 4.6

Варианты для задачи 4.6

Номер

Ск, пФ

Сэ, пФ

Iэ, мА

Rб, Ом

fα, МГц

варианта

1

1

10

5

100

1000

2

1,3

12

5,2

150

1200

3

1,7

16

5,8

190

1800

4

2,0

13

4,9

130

1300

5

1,6

12

5,1

180

1000

6

1,5

15

5,4

120

1500

7

1,2

20

5,5

170

1800

8

1,7

17

4,7

110

1700

9

1,4

14

5,3

140

1100

10

1,8

19

5

160

1000

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список основных обозначений...............................................................................

3

Некоторые физические постоянные.......................................................................

6

Указания для решения задач...................................................................................

7

Раздел 1. Физические свойства полупроводников...........................................

9

Задачи......................................................................................................................

11

Раздел 2. Контактные явления в полупроводниках.....................................

17

Задачи......................................................................................................................

21

Раздел 3. Полупроводниковые диоды..............................................................

28

Задачи......................................................................................................................

33

Раздел 4. Биполярные транзисторы.................................................................

38

Задачи......................................................................................................................

42

Библиографический список..................................................................................

46