Файл: Расчет бездрейфового сплавного биполярного транзистора.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Курсовая работа

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.11.2023

Просмотров: 289

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, (7)где μnэ - подвижность электронов в эмиттере; μpэ - подвижность дырок в эмиттере; ρэ - удельное сопротивление эмиттера; ω1 - толщина базы; Lэ - диффузионная длина неосновных носителей заряда в эмиттере; μnб -подвижность электронов в базе; μpб - подвижность дырок в базе; ρб - удельное сопротивление базы.Предварительно определим необходимые подвижности носителей по соответствующим номограммам:μnэ = 500 см2/В×с; μpэ = 230 см2/В×с;μnб = 3800 см2/В×с; μpб = 1800см2/В×с2.1.2 Расчёт коэффициента βКоэффициент передачи неосновных носителей заряда через базу транзистора определяется соотношением: ; (8)где S - скорость поверхностной рекомбинации; Aэ - площадь эмиттера; As -эффективная площадь поверхностной рекомбинации;Dp - коэффициент диффузии дырок; Lб - длина диффузии неосновных носителей заряда в базе.Aэ, As, Lб рассчитываются по формулам:; (9) ; (10)
. (11)Коэффициент диффузии дырок рассчитывается по формуле: (12)2.1.3 Расчёт эффективности коллектора αiЭффективность коллектора определяется умножением носителей заряда и изменением условий диффузии неосновных носителей заряда в коллекторной области. В соответствии с этим расчёт будем производить по формуле: (13)где M - коэффициент умножения ударной ионизации в p-n-переходе; α* - коэффициент усиления по току коллекторного перехода, обусловленный увеличением тока за счёт неосновных носителей заряда в коллекторе.M будем рассчитывать по формуле: . (14)где Uпроб рассчитывается последующей формуле, а n = 3 для германиевых транзисторов р-n-р типа; ; (15)α* рассчитывается по формуле: (16)где ρi - удельное сопротивление собственного полупроводника, а η рассчитывается для транзисторов p-n-p-типа по формуле: (17)где b находится из выражения: (18)Таким образом,

    1. Расчёт сопротивления эмиттера, базы, коллектора
2.2.1 Расчёт сопротивления эмиттераРазличают две составляющие эмиттерного сопротивления: r’ - сопротивление эмиттера без учёта эффекта Эрли; r” - сопротивление эмиттера с учётом эффекта Эрли;Где рассчитывается по формуле: (19)А находится из выражения: (20)2.2.2 Расчёт сопротивления базы

Расчёт сопротивления базы подобен расчёту сопротивления эмиттера.Различают две составляющие базового сопротивления: r’ - омическое сопротивление материала базовой области, зависящее от геометрии транзистора; r” - диффузионное сопротивление, обусловленное изменениями концентрации неосновных носителей в базе, вызванным эффектом Эрли.По определению , (21)где: , (22) (23)2.2.3 Расчёт сопротивления коллектораСопротивление коллектора рассчитывается следующим образом: сначала рассчитывается по формуле: (24)где d - ширина области пространственного заряда p-n-перехода, которая рассчитывается по формуле: (25)

    1. Расчёт диффузионных емкостей Cэ и Cк
2.4.1 Расчёт диффузионной ёмкости эмиттераЗначение диффузионной ёмкости эмиттера определяем согласно следующему выражению: (26)2.4.2 Расчёт диффузионной ёмкости коллектораРасчёт диффузионной ёмкости коллектора производим в соответствии с выражением: . (27)2.4.3 Расчёт емкостей переходовРасчёт концентрации электронов в эмиттере и коллекторе и концентрации дырок в базе: ; ; ; ; (28) ; (29) (30) (31) (32)

(33)

(34)
2.5 Расчёт граничной частоты

Для германиевых транзисторов p-n-p типа граничная частота рассчитывается по следующей формуле:

(35)

2.5.1 Расчёт максимальной частоты генерации

Максимальная частота генерации рассчитывается по следующей формуле:

(36)
2.6 Расчет длин Дебая

; (37)
2.7 Вычисление обратных токов

Обратные токи, определяемые объемной рекомбинацией:
(38)

(39)

Обратные токи, определяемые поверхностной рекомбинацией;

(40)

где Lб эфф - эффективная длина диффузии неосновных носителей заряда в базе, которая определяется по формуле:

; (41)

где τэф - эффективное время жизни неосновных носителей заряда, обусловленное суммарным механизмом объёмной и поверхностной рекомбинацией:

(42)

(43)

(44)

Ток генерации в запорном слое коллектора определяется выражением:

(45)

где d - ширина области пространственного заряда коллекторного перехода; ni - концентрация электронов в собственном полупроводнике в условиях термодинамического равновесия.

С учётом обратных токов, обусловленных объёмно и поверхностной рекомбинацией, а также тока генерации в запорном слое коллектора получаем суммарный обратный ток:

(46)

Отношение тока генерации в запорном слое коллектора к суммарному обратному току имеет следующий вид:


(47)2.8 Определение пробивных напряженийНапряжение прокола (48)Для сплавных транзисторов малой мощности вследствие неравномерного фронта вплавления: (49)Минимальное предельное напряжение, соответствующее а=1, определяется величиной: ; (50) (51)Для германиевых переходов напряжение туннельного пробоя может быть рассчитано по следующим формулам (для удельных сопротивлений порядка сотых долей ом.см): (52)2.9 Расчет зависимости αкб = f(Iэ)3. Расчёт r - g - и h - параметров (активные составляющие)а) Расчёт r-параметровб)Расчёт g-параметров