КР по ФОЭТ
.docxМинистерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»
Институт информационных технологий
Специальность: Промышленная электроника
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
По курсу: Физические основы электронной техники
Вариант №6
Студент-заочник 2 курса
Группы № 481971
Гавриленков Егор Олегович
Проверил
Минск, 2015
СОДЕРЖАНИЕ
1.Теоретический вопрос 3
2.Задача 5
3.Список используемых источников 6
Теоретический вопрос
Объясните, почему даже при равенстве площадей эмиттера и коллектора биполярный транзистор нельзя считать полностью обратимым прибором.
Ответ:
Биполярный транзистор представляет собой двухпереходный прибор. Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с чередующимся типом примесной проводимости. В зависимости от типа проводимости крайних слоев различают транзисторы p-n-p и n-p-n типа, с взаимно противоположными рабочими полярностями.
Работа биполярного транзистора, в отличие от полевого транзистора, основана на переносе зарядов одновременно двух типов, носителями которых являются электроны и дырки (от слова «би» — «два»). Схематическое устройство транзистора показано на рисунке 1.
Рис1. Схематическое устройство биполярного транзистора.
Переход, работающий в прямом направлении, называется эмиттерным, а соответствующий крайний слой – эмиттером. Такое название, как и у диодов, отражает факт инжекции неосновных носителей через переход. Средний слой называется базой. Второй переход, нормально смещенный в обратном направлении, называется коллекторным, а соответствующий крайний слой – коллектором.
Необходимо подчеркнуть, что транзистор представляет собой, вообще говоря, обратимый прибор, т.е. эмиттер и коллектор можно поменять местами, сохранив в той или иной мере работоспособность прибора. Такой вывод вытекает из однотипности крайних слоев. Однако в связи с несимметричностью слоев (площадь эмиттерного слоя меньше, чем площадь коллекторного слоя), а также различием материалов эмиттера и коллектора в большинстве типов транзисторов нормальное и инверсное включение неравноценны. Передача тока при инверсном включении значительно хуже, чем при нормальном. Причины этого следующие. Во-первых, в связи с малым легированием коллектора мала электронная составляющая коллекторного тока. Во-вторых, площадь реального коллектора значительно больше эмиттера, поэтому на эмиттер попадает лишь небольшая часть электронов, инжектированных коллектором.
Задача
Рассчитать контактную разность потенциалов и барьерную ёмкость резкого p-n перехода с площадью S=10-3 см2 и следующими параметрами:
Материал – арсенид галлия;
Приложенное напряжение – -1 В;
Температура – 400 К;
Концентрация легирующей примеси в p-области Na – 1018 см-3;
Концентрация легирующей примеси в n-области Nd – 1016 см-3.
Решение:
Контактная разность потенциалов:
φк=kT/q*ln (Na*Nd /ni2) (В);
φк=400*1,37*10-23/1,6*1019*ln(1018*1016/(1,5*106)2)=6,871*10-42 (В)
Ширина ОПЗ p-n перехода:
Xd=(2εε0*( φк-U)( Na+ Nd)/ q Na Nd)1/2 (мкм);
Xd=(2*11*8,85*10-14*(6,871*10-42 +1)(1018+1016)/1,6*1019*1016*1018)1/2=
=9,78*10-38 (мкм)
Барьерная ёмкость p-n перехода:
Cбар=S*2εε0/ Xd (пФ);
Cбар=10-3*2*11*8,85*10-14/9,78*10-38=19,9*1021 (пФ)
Ответ: φк=6,871*10-42 (В); Cбар=19,9*1021 (пФ)
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1.Физика полупроводниковых приборов в 2-х кн., пер. с англ., М., Мир 1984;
2.Никишин В.И. и др. Проектирование и технология производства мощных СВЧ транзисторов, М., Радио и связь. 1984;
3. http://studopedia.org/8-29702.html