Курсовик по ФОМ

МИНИСТЕРСТВО РФ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра «Персональная Электроника»

Допущен к защите_________

"__"__________2003г.

Руководитель Воробьёв В.Л.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

Тема проекта:

Расчёт электрических параметров Т-образной эквивалентной схемы биполярного транзистора и построение его вольтамперных характеристик по заданным параметрам физической структуры полупроводникового материала

Специальность 2008 .

Студент___________________

Нормоконтроль_________________________

Курсовой проект защищен с оценкой________________

Руководитель_________________________________

Члены комиссии_______________________________

______________________________________

Биполярным транзистором называется полупроводниковый прибор, имеющий два взаимодействующих между собой рп перехода. Работа транзистора основана на управлении токами электронов в зависимости от приложенных к его переходам напряжений.

В биполярном транзисторе носителями заряда служат как электроны, так и дырки. В нем имеются два близко расположенных и включенных навстречу друг другу перехода, которые образуют тем самым три отдельных слоя p-n-p- либо n-p-n-структуры. В p-n-p-транзисторе дырки инжектируются через эмиттерный переход, смещенный в прямом направлении, и собираются на коллекторном переходе, смещенном в обратном направлении. Количество инжектируемых и собираемых носителей заряда можно менять путем изменения малого тока, подаваемого в область базы.

Переход эмиттер-база смещен в прямом направлении, при этом происходит инжекция носителей заряда (дырок) из эмиттера в базу. Обратный процесс инжекции электронов из базы в эмиттер носит ограниченный характер т.к. pэ>>nб. Поэтому эмиттерный ток является диффузионным, вследствие сильно разной концентрации дырок и электронов.

Большая часть дырок достигает коллекторного перехода и подхватывается полем обратно смещёного коллекторного перехода. А многие носители, инжектированные в пассивную область базы, не попадают на эмиттер, а рекомбинируются в слое базы и на поверхности.

Рассмотрим эквивалентную схему биполярного транзистора.

Данная Т-образная схема включения с общей базой в максимальной степени отражает электрофизические свойства транзисторной структуры и не является усилителем тока.

Собственная концентрация носителей заряда ni=pi=24·1013см-3=2,4·1019м-3

Коэффициент диффузии Дn=93·1013см-3=9,3·1019м-3

Коэффициент диффузии Дp=44см2/С=4,4·10-3 м2/С

Концентрации основных носителей заряда в транзисторной структуре:

эмиттер – коллектор pp=5·1016см-3=5·1022м-3

база nn=1015см-3=1021м-3

Подвижность носителей заряда n=3800 м2/В*С

Подвижность носителей заряда р=1800 м2/В*С

Время жизни носителей заряда n=10-4с

Время жизни носителей заряда p=10-5с

Относительная диэлектрическая проницаемость =16

Собственное цельное сопротивление I = 50 ом•см=50·10-3 ом•м

Диэлектрическая проницаемость вакууме 0=8,95·10-12 ф/м

Заряд электрона q=1,6*·10-19 К.

np=ni2=pi2

pn= ni2 = 2,42·1038 = 5,76·1017

nn 1021

np= ni2 = 2,42·1038 = 1,15·1016

pp 5·1022

n =q·n n·n=1,6·10-19·10213800=6,08·105

р =q·p р·p=1,6·10-195·10221800=14,4·106

Ln = (Dn ·n)1/2 =(9,3·10-3·10-4)1/2=(93·10-8)1/2=9·10-4

Lp = (Dp ·p)1/2=(4,4·10-3·10-5)1/2=(4,4·10-8)1/2=2·10-4

S = (0,010,05)

S = 0,02мм=2·10-8м

IКС=IКС=S·( q ·Dp ·pn + q ·Dn ·np ) = 2·10-8·( 1,6·10-19·4,4·10-35,76·1017 +

Lp Ln 2·10-4

+ 1,6·10-19·9,3·10-31,15·1016 ) = 4,1·10-6

9·10-4

т=0,025 В;

UЭБ 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,22

IЭ 0,00022 0,00049 0,00111 0,00247 0,00549 0,01223 0,02723

Смещение ВАХ влево при Uк