Файл: Расчет бездрейфового сплавного биполярного транзистора.docx
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 288
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
в) Расчёт h-параметровОпределение rm4. Расчет максимальной мощности, рассеиваемой коллекторомДля германиевых приборов максимальная температура перехода tмакс=85÷100°C. Выбираем tмакс=95°C.Выбираем для транзистора конструкцию в универсальном корпусе с тепловым сопротивлением Rт=400°С/вт.Максимальная рассеиваемая мощность будет зависеть от температуры корпуса. При температуре корпуса 20° С она определится из выражения3 Программа на языке PythonimportmathIэ = 10 ** (-3)po
э = 0.003poк = 0.003poб = 1.5w1 = 7 * 10 ** (-3)w2 = 10 ** (-2)Lэ = 5 * 10 ** (-4)Lк = 6 * 10 ** (-4)Rэ = 0.45Rб = 1.5Rк = 0.65pэ = 6 * 10 ** 18pк = 6 * 10 ** 18pi = 3.14S = 1200Uк = 10ni = 6.25 * 10 ** 26h = 4.58e = 16tб = 30 * 10 ** (-6)#1.расчет кэффициента передачи по току α#а)Расчёт эффективности эмиттерного перехода γy0 = 1 - (500 * 230 / (3800 * 1800)) * poэ * w1 / poб * Lэprint ('y0 = ', y0)#б)Вычисляемβ0Aэ = pi * (Rэ / 10) ** 2print ('Aэ = ',Aэ)As = 2 * pi * (Rэ / 10) * w1Lб = math.sqrt (0.0026 * 1800 * 30 * 10 ** (-6))print ('Lб = ',Lб)Dp = 0.026 * 1800print ('Dp = ',Dp)b0 = 1 - (S * As * w1 / (Dp * Aэ))- 1 / 2 * (w1 / Lб) ** 2print ('b0 = ',b0)#в)Расчет эффективности коллектора αiUпроб = 83.4 * poб * 0.61M = 1 / (1 - ((Uк / Uпроб) ** 3))print ('M = ',M)a_ = 1 + h / 2 * poк ** 2 / (47 ** 2)ai = M * a_print ('a* = ',a_)#Таким образомa0 = y0 * b0 * aiprint ('a0 = ',a0)#2.Расчёт сопротивления эмиттера, базы, коллектораr1э = 0.0026 / Lэprint ('r1э = ',r1э)r2э = (r1э * (1 - b0)) / ((1 - a0) + (1 - b0))print ('r2э = ',r2э)r1б = poб * (1 / (8 * pi * w1) + 1 / (2 * pi * w2) * math.log(2 * Rк / (2 * Rэ)) + 1 / (2 * pi * w2) * math.log(2 * Rб / (2 * Rк)))print ('r1б = ',r1б)r2б = r1э / 2 * (1 - b0) + (1 - y0)print ('r2б = ',r2б)rб = r1б + r2бprint ('rб = ',rб)d = math.sqrt(2 * e * 8.86 * 10 ** (-16) * Uк / (1.6 * 10 ** (-19)))print ('d = ',d)rк = 1 / ((Iэ / w1) * (2 * (1 - b0) + (1 - y0)) * (d / (2 * Uк)))print ('rк = ',rк)#а)Расчёт диффузионных емкостей Cэ и CкCдк = Iэ * (w1 / Dp) *(d / (2 * Uк))print ('Cдк = ',Cдк)C
дэ = 1.6 * 10 ** (-19) * Iэ * w1 ** 2 / (2 * 0.026 * Dp)print ('Cдэ = ',Cдэ)#б)Расчёт емкостей переходовfкб = 0.026 * math.log (6 * 10 ** 18 / 5.4 * 10 ** 11)print ('fкб = ',fкб)Aк = pi * Rк ** 2print ('Aк = ',Aк)Cэк = Aк * math.sqrt((e * 8.86 * 10 ** (-14) * 1.6 * 10 ** (-19) * 1.1 * 10 ** 13) / (2 * (fкб + Uк)))print ('Cэк = ',Cэк)fбэ = Iэ * w1 / (Aэ * Dp *1.6 * 10 ** (-19))fUэ = 0.026 * math.log(6 * 10 ** 18 / 9.4 * 10 ** 18)Aб = pi * Rэ ** 2Cээ = Aб * math.sqrt(e * 8.86 * 10 ** (-14) * 1.6 * 10 ** (-19) * 1.1 * 10 ** 13 / (2 * (fUэ)))print ('Cээ = ',Cээ)#3. Расчёт граничной частотыfa = 17 / w1 ** 2print ('fa = ',fa)# Расчёт максимальной частоты генерацииfмакс = math.sqrt(a0 * fa / (30 * r1б * Cэк))print ('fмакс = ',fмакс)#4. Расчет длин ДебаяLDк = math.sqrt(e * 8.86 * 10 ** (-14) * 0.026 / (1.6 * 10 ** (-19) * 6 * 10 ** 18) )print ('LDк = ',LDк)LDb = math.sqrt(e * 8.86 * 10 ** (-14) * 0.026 / (1.6 * 10 ** (-19) * 1.6 * 10 ** 8) )print ('LDb = ',LDb)#5. ВычислениеобратныхтоковIкov = 0.026 * 0.23 / (47 ** 2)* (((Aк - Aэ) * w2 * poб / (Lб ** 2)) + (Aэ * w1 * poб / Lб) + (Aк * poк / Lк))print ('Iкov = ',Iкov)Iэov = (Aэ * 0.026 * 0.23 / 47 ** 2) * (w1 * poб / (Lб ** 2) + poэ / Lэ)print ('Iэov = ',Iэov)ts = w1 / 2 * Stэфф = 1 / (1 / tб + 1 / ts)Lб_эфф = math.sqrt(Dp * tэфф)Iкos = 0.026 * poб / 47 ** 2 * 0.22 * pi * w1 * (1 + 2 * Rк / Lб_эфф + 1 / 2 * (Rк ** 2 - Rэ ** 2) / Lб_эфф ** 2)print ('Iкos = ',Iкos)Iэоs = 0.026 * poб / 47 ** 2 * 0.22 * w1 * (1 + 2 * Rэ / Lб_эфф)print ('Iэоs = ',I
эоs)Irg = 1.6 * 10 ** (-19) * d * 2.5 * 10 ** 13 * 2 * tб * Aкprint ('Irg = ',Irg)Iко = Iкov + Iкos + Irgprint ('Iко = ',Iко)H = Irg / Iкоprint ('H = ',H)Iэо = Iэоs + IэovalfI = a0 * (Iэо / Iко)#Вычисление обратного коэффициента усиленияprint ('alfI=',alfI)#6.Определение пробивных напряженийw1_мин = w1 / 3Uпрок = w1_мин ** 2 / (2 * e * 8.86 * 10 ** (-14) * 3600 * poб)a_кбн = a0 / (1 - a0)print ('a_кбн = ',a_кбн)Ua = Uпрок / (a_кбн ** 1/3)print ('Ua = ',Ua)Uz = 99 * 1.5print ('Uz = ',Uz)#Результат занесен в таблицу. Построен графикimport mathIэ = float(input('Введите Iэ'))Lэ = 5 * 10 ** (-4)Aэ = 0.0063585Dp = 46.8w1 = 6 * 10 ** (-3)poэ = 0.003poб = 1.5S = 1200y0 = 0.9999999998823099As = 0.0019782000000000003Lб = 0.011849050594878898#7. Расчетзависимости aкб = f(Iа)pб_э = w1 / (Aэ * Dp * 1.6 * 10 ** -19) * Iэprint ('pб_э = ',pб_э)g = (1 + pб_э / 1.1 * 10 ** 13) / (1 + 2 * pб_э / 1.1 * 10 ** 13)print ('g = ',g)Z = w1 * 39 * 2.1 * poб / Aэ * Iэprint ('Z = ',Z)Л = 1 - y0X1 = S * As / Aэ * w1 / DpX2 = w1 ** 2 / 2 * Lб ** 2X3 = S * As * w1 / (Dp - Aэ)print ('X3 = ',X3)X4 = 1 + Z / 2print ('X4 = ',X4)X5 = Л * X4print ('X5 = ',X5)a1кб = (S * As / Aэ * w1 / Dp) * g + (poэ * w1 / (poб * Lэ)) * X4 + X2print ('a1кб = ',a1кб)aкб = 1 / a1кбprint ('aкб = ',aкб)Таблица 1
5 - Рассчитанная зависимость αк.б =f(Iэ)#8.Определение tдtд = w1**2 / (2*Dp)print ('tд=',tд)wT = 1 / tдprint ('wT=' ,wT)fT = wT / (2 * pi)print ('fT=' ,fT)#9 Расчет r-параметровr11б = r2э + rбprint ('r11б=' ,r11б)r12б = rбprint ('r12б=' ,r12б)r21б = a0 * rкprint ('r21б=' ,r21б)r22б = rкprint ('r22б=' ,r22б)r11э = r2э + rбprint ('r11э=' ,r11э)r12э = r2эprint ('r12э=' ,r12э)r21э = a0 * rкprint ('r21э=' ,r21э)r22э = rк * (1 - a0)print ('r22э=' ,r22э)r11к = rкprint ('r11к=' ,r11к)r12к = rк * (1 - a0)print ('r12к=' ,r12к)r21к = rкprint ('r21к=' ,r21к)r22к = rк * (1 - a0)print ('r22к=' ,r22к)#Расчет g-параметровg11б = 1 / (r2э + rб * (1 - a0))print ('g11б=' ,g11б)g12б = rб / (rк * (r2э + rб * (1 - a0)))print ('g12б=-' ,g12б)g21б = a0 / (r1э + rб * (1 - a0))print ('g21б=-', g21б)g22б = r2э + rб / (rк * (r2э + rб * (1 - a0)))print ('g22б=' ,g22б)g11э = 1 - a0 / (r2э + rб * (1 - a0))print ('g11э=', g11э)g12э = r2э / (rк * (r2э + rб * (1 - a0)))
э = 0.003poк = 0.003poб = 1.5w1 = 7 * 10 ** (-3)w2 = 10 ** (-2)Lэ = 5 * 10 ** (-4)Lк = 6 * 10 ** (-4)Rэ = 0.45Rб = 1.5Rк = 0.65pэ = 6 * 10 ** 18pк = 6 * 10 ** 18pi = 3.14S = 1200Uк = 10ni = 6.25 * 10 ** 26h = 4.58e = 16tб = 30 * 10 ** (-6)#1.расчет кэффициента передачи по току α#а)Расчёт эффективности эмиттерного перехода γy0 = 1 - (500 * 230 / (3800 * 1800)) * poэ * w1 / poб * Lэprint ('y0 = ', y0)#б)Вычисляемβ0Aэ = pi * (Rэ / 10) ** 2print ('Aэ = ',Aэ)As = 2 * pi * (Rэ / 10) * w1Lб = math.sqrt (0.0026 * 1800 * 30 * 10 ** (-6))print ('Lб = ',Lб)Dp = 0.026 * 1800print ('Dp = ',Dp)b0 = 1 - (S * As * w1 / (Dp * Aэ))- 1 / 2 * (w1 / Lб) ** 2print ('b0 = ',b0)#в)Расчет эффективности коллектора αiUпроб = 83.4 * poб * 0.61M = 1 / (1 - ((Uк / Uпроб) ** 3))print ('M = ',M)a_ = 1 + h / 2 * poк ** 2 / (47 ** 2)ai = M * a_print ('a* = ',a_)#Таким образомa0 = y0 * b0 * aiprint ('a0 = ',a0)#2.Расчёт сопротивления эмиттера, базы, коллектораr1э = 0.0026 / Lэprint ('r1э = ',r1э)r2э = (r1э * (1 - b0)) / ((1 - a0) + (1 - b0))print ('r2э = ',r2э)r1б = poб * (1 / (8 * pi * w1) + 1 / (2 * pi * w2) * math.log(2 * Rк / (2 * Rэ)) + 1 / (2 * pi * w2) * math.log(2 * Rб / (2 * Rк)))print ('r1б = ',r1б)r2б = r1э / 2 * (1 - b0) + (1 - y0)print ('r2б = ',r2б)rб = r1б + r2бprint ('rб = ',rб)d = math.sqrt(2 * e * 8.86 * 10 ** (-16) * Uк / (1.6 * 10 ** (-19)))print ('d = ',d)rк = 1 / ((Iэ / w1) * (2 * (1 - b0) + (1 - y0)) * (d / (2 * Uк)))print ('rк = ',rк)#а)Расчёт диффузионных емкостей Cэ и CкCдк = Iэ * (w1 / Dp) *(d / (2 * Uк))print ('Cдк = ',Cдк)C
дэ = 1.6 * 10 ** (-19) * Iэ * w1 ** 2 / (2 * 0.026 * Dp)print ('Cдэ = ',Cдэ)#б)Расчёт емкостей переходовfкб = 0.026 * math.log (6 * 10 ** 18 / 5.4 * 10 ** 11)print ('fкб = ',fкб)Aк = pi * Rк ** 2print ('Aк = ',Aк)Cэк = Aк * math.sqrt((e * 8.86 * 10 ** (-14) * 1.6 * 10 ** (-19) * 1.1 * 10 ** 13) / (2 * (fкб + Uк)))print ('Cэк = ',Cэк)fбэ = Iэ * w1 / (Aэ * Dp *1.6 * 10 ** (-19))fUэ = 0.026 * math.log(6 * 10 ** 18 / 9.4 * 10 ** 18)Aб = pi * Rэ ** 2Cээ = Aб * math.sqrt(e * 8.86 * 10 ** (-14) * 1.6 * 10 ** (-19) * 1.1 * 10 ** 13 / (2 * (fUэ)))print ('Cээ = ',Cээ)#3. Расчёт граничной частотыfa = 17 / w1 ** 2print ('fa = ',fa)# Расчёт максимальной частоты генерацииfмакс = math.sqrt(a0 * fa / (30 * r1б * Cэк))print ('fмакс = ',fмакс)#4. Расчет длин ДебаяLDк = math.sqrt(e * 8.86 * 10 ** (-14) * 0.026 / (1.6 * 10 ** (-19) * 6 * 10 ** 18) )print ('LDк = ',LDк)LDb = math.sqrt(e * 8.86 * 10 ** (-14) * 0.026 / (1.6 * 10 ** (-19) * 1.6 * 10 ** 8) )print ('LDb = ',LDb)#5. ВычислениеобратныхтоковIкov = 0.026 * 0.23 / (47 ** 2)* (((Aк - Aэ) * w2 * poб / (Lб ** 2)) + (Aэ * w1 * poб / Lб) + (Aк * poк / Lк))print ('Iкov = ',Iкov)Iэov = (Aэ * 0.026 * 0.23 / 47 ** 2) * (w1 * poб / (Lб ** 2) + poэ / Lэ)print ('Iэov = ',Iэov)ts = w1 / 2 * Stэфф = 1 / (1 / tб + 1 / ts)Lб_эфф = math.sqrt(Dp * tэфф)Iкos = 0.026 * poб / 47 ** 2 * 0.22 * pi * w1 * (1 + 2 * Rк / Lб_эфф + 1 / 2 * (Rк ** 2 - Rэ ** 2) / Lб_эфф ** 2)print ('Iкos = ',Iкos)Iэоs = 0.026 * poб / 47 ** 2 * 0.22 * w1 * (1 + 2 * Rэ / Lб_эфф)print ('Iэоs = ',I
эоs)Irg = 1.6 * 10 ** (-19) * d * 2.5 * 10 ** 13 * 2 * tб * Aкprint ('Irg = ',Irg)Iко = Iкov + Iкos + Irgprint ('Iко = ',Iко)H = Irg / Iкоprint ('H = ',H)Iэо = Iэоs + IэovalfI = a0 * (Iэо / Iко)#Вычисление обратного коэффициента усиленияprint ('alfI=',alfI)#6.Определение пробивных напряженийw1_мин = w1 / 3Uпрок = w1_мин ** 2 / (2 * e * 8.86 * 10 ** (-14) * 3600 * poб)a_кбн = a0 / (1 - a0)print ('a_кбн = ',a_кбн)Ua = Uпрок / (a_кбн ** 1/3)print ('Ua = ',Ua)Uz = 99 * 1.5print ('Uz = ',Uz)#Результат занесен в таблицу. Построен графикimport mathIэ = float(input('Введите Iэ'))Lэ = 5 * 10 ** (-4)Aэ = 0.0063585Dp = 46.8w1 = 6 * 10 ** (-3)poэ = 0.003poб = 1.5S = 1200y0 = 0.9999999998823099As = 0.0019782000000000003Lб = 0.011849050594878898#7. Расчетзависимости aкб = f(Iа)pб_э = w1 / (Aэ * Dp * 1.6 * 10 ** -19) * Iэprint ('pб_э = ',pб_э)g = (1 + pб_э / 1.1 * 10 ** 13) / (1 + 2 * pб_э / 1.1 * 10 ** 13)print ('g = ',g)Z = w1 * 39 * 2.1 * poб / Aэ * Iэprint ('Z = ',Z)Л = 1 - y0X1 = S * As / Aэ * w1 / DpX2 = w1 ** 2 / 2 * Lб ** 2X3 = S * As * w1 / (Dp - Aэ)print ('X3 = ',X3)X4 = 1 + Z / 2print ('X4 = ',X4)X5 = Л * X4print ('X5 = ',X5)a1кб = (S * As / Aэ * w1 / Dp) * g + (poэ * w1 / (poб * Lэ)) * X4 + X2print ('a1кб = ',a1кб)aкб = 1 / a1кбprint ('aкб = ',aкб)Таблица 1
| Iэ | g(Z) |  | Z |  |  |  | αк.б |
| 1·10-4 2·10-4 7·10-4 1·10-3 2·10-3 7·10-3 1·10-2 2·10-2 7·10-2 1·10-1 2·10-1 7·10-1 1 | 0.5456 0.58957 0.52934 0.52091 0.51067 0.50309 0.50217 0.50108 0.50031 0.50022 0.50011 0.50003 0.50002 | 0.0003 0.0003 0.0122 0.012 0.0118 0.01166 0.01164 0.01162 0.011602 0.0116 0.011597 0.011595 001159 | Z = 0.0116 Z = 0.0231 Z = 0.0811 Z = 0.115 Z = 0.231 Z = 0.811 Z = 1.15 Z = 2.31 Z = 8.11 Z = 11.5 Z = 23.1 Z = 81.1 Z = 115 | 1.006 1.011 1.04 1.073 1.146 1.513 1.73 2.46 6.13 8.3 15.6 52.3 74 | 1.18372232 1.19054385 1.0605729 1.08277332 1.15677470 1.52678157 1.7487856 2.48879943 6.1888681 8.40890937 1.5809046 5.2809733 7.50101461 | 0.0481 0.0482 0.0483 0.0488 0.0505 0.059 0.064 0.082 0.1703 0.223 0.399 1.279 1.807 | 20.8 20.7 20.6 20.4 19.7 16.8 15.4 12.1 5.8 4.4 2.5 0.7 0.5 |
5 - Рассчитанная зависимость αк.б =f(Iэ)#8.Определение tдtд = w1**2 / (2*Dp)print ('tд=',tд)wT = 1 / tдprint ('wT=' ,wT)fT = wT / (2 * pi)print ('fT=' ,fT)#9 Расчет r-параметровr11б = r2э + rбprint ('r11б=' ,r11б)r12б = rбprint ('r12б=' ,r12б)r21б = a0 * rкprint ('r21б=' ,r21б)r22б = rкprint ('r22б=' ,r22б)r11э = r2э + rбprint ('r11э=' ,r11э)r12э = r2эprint ('r12э=' ,r12э)r21э = a0 * rкprint ('r21э=' ,r21э)r22э = rк * (1 - a0)print ('r22э=' ,r22э)r11к = rкprint ('r11к=' ,r11к)r12к = rк * (1 - a0)print ('r12к=' ,r12к)r21к = rкprint ('r21к=' ,r21к)r22к = rк * (1 - a0)print ('r22к=' ,r22к)#Расчет g-параметровg11б = 1 / (r2э + rб * (1 - a0))print ('g11б=' ,g11б)g12б = rб / (rк * (r2э + rб * (1 - a0)))print ('g12б=-' ,g12б)g21б = a0 / (r1э + rб * (1 - a0))print ('g21б=-', g21б)g22б = r2э + rб / (rк * (r2э + rб * (1 - a0)))print ('g22б=' ,g22б)g11э = 1 - a0 / (r2э + rб * (1 - a0))print ('g11э=', g11э)g12э = r2э / (rк * (r2э + rб * (1 - a0)))