Файл: Расчет бездрейфового сплавного биполярного транзистора.docx
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 93
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
в) Расчёт h-параметров
Определение rm
4. Расчет максимальной мощности, рассеиваемой коллектором
Для 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 выражения
3 Программа на языке Python
importmath
Iэ = 10 ** (-3)
po
э = 0.003
poк = 0.003
poб = 1.5
w1 = 7 * 10 ** (-3)
w2 = 10 ** (-2)
Lэ = 5 * 10 ** (-4)
Lк = 6 * 10 ** (-4)
Rэ = 0.45
Rб = 1.5
Rк = 0.65
pэ = 6 * 10 ** 18
pк = 6 * 10 ** 18
pi = 3.14
S = 1200
Uк = 10
ni = 6.25 * 10 ** 26
h = 4.58
e = 16
tб = 30 * 10 ** (-6)
#1.расчет кэффициента передачи по току α
#а)Расчёт эффективности эмиттерного перехода γ
y0 = 1 - (500 * 230 / (3800 * 1800)) * poэ * w1 / poб * Lэ
print ('y0 = ', y0)
#б)Вычисляемβ0
Aэ = pi * (Rэ / 10) ** 2
print ('Aэ = ',Aэ)
As = 2 * pi * (Rэ / 10) * w1
Lб = math.sqrt (0.0026 * 1800 * 30 * 10 ** (-6))
print ('Lб = ',Lб)
Dp = 0.026 * 1800
print ('Dp = ',Dp)
b0 = 1 - (S * As * w1 / (Dp * Aэ))- 1 / 2 * (w1 / Lб) ** 2
print ('b0 = ',b0)
#в)Расчет эффективности коллектора αi
Uпроб = 83.4 * poб * 0.61
M = 1 / (1 - ((Uк / Uпроб) ** 3))
print ('M = ',M)
a_ = 1 + h / 2 * poк ** 2 / (47 ** 2)
ai = M * a_
print ('a* = ',a_)
#Таким образом
a0 = y0 * b0 * ai
print ('a0 = ',a0)
#2.Расчёт сопротивления эмиттера, базы, коллектора
r1э = 0.0026 / Lэ
print ('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 + r2б
print ('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 Cк
Cдк = 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 переходов
fкб = 0.026 * math.log (6 * 10 ** 18 / 5.4 * 10 ** 11)
print ('fкб = ',fкб)
Aк = pi * Rк ** 2
print ('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 ** 2
Cээ = Aб * math.sqrt(e * 8.86 * 10 ** (-14) * 1.6 * 10 ** (-19) * 1.1 * 10 ** 13 / (2 * (fUэ)))
print ('Cээ = ',Cээ)
#3. Расчёт граничной частоты
fa = 17 / w1 ** 2
print ('fa = ',fa)
# Расчёт максимальной частоты генерации
fмакс = math.sqrt(a0 * fa / (30 * r1б * Cэк))
print ('fмакс = ',fмакс)
#4. Расчет длин Дебая
LDк = 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. Вычислениеобратныхтоков
Iкov = 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 * S
tэфф = 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 * Aк
print ('Irg = ',Irg)
Iко = Iкov + Iкos + Irg
print ('Iко = ',Iко)
H = Irg / Iко
print ('H = ',H)
Iэо = Iэоs + Iэov
alfI = a0 * (Iэо / Iко)#Вычисление обратного коэффициента усиления
print ('alfI=',alfI)
#6.Определение пробивных напряжений
w1_мин = w1 / 3
Uпрок = 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 * 1.5
print ('Uz = ',Uz)
#Результат занесен в таблицу. Построен график
import math
Iэ = float(input('Введите Iэ'))
Lэ = 5 * 10 ** (-4)
Aэ = 0.0063585
Dp = 46.8
w1 = 6 * 10 ** (-3)
poэ = 0.003
poб = 1.5
S = 1200
y0 = 0.9999999998823099
As = 0.0019782000000000003
Lб = 0.011849050594878898
#7. Расчетзависимости aкб = f(Iа)
pб_э = w1 / (Aэ * Dp * 1.6 * 10 ** -19) * Iэ
print ('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 * Iэ
print ('Z = ',Z)
Л = 1 - y0
X1 = S * As / Aэ * w1 / Dp
X2 = w1 ** 2 / 2 * Lб ** 2
X3 = S * As * w1 / (Dp - Aэ)
print ('X3 = ',X3)
X4 = 1 + Z / 2
print ('X4 = ',X4)
X5 = Л * X4
print ('X5 = ',X5)
a1кб = (S * As / Aэ * w1 / Dp) * g + (poэ * w1 / (poб * Lэ)) * X4 + X2
print ('a1кб = ',a1кб)
aкб = 1 / a1кб
print ('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 tд
tд = w1**2 / (2*Dp)
print ('tд=',tд)
wT = 1 / tд
print ('wT=' ,wT)
fT = wT / (2 * pi)
print ('fT=' ,fT)
#9 Расчет r-параметров
r11б = r2э + rб
print ('r11б=' ,r11б)
r12б = rб
print ('r12б=' ,r12б)
r21б = a0 * rк
print ('r21б=' ,r21б)
r22б = rк
print ('r22б=' ,r22б)
r11э = r2э + rб
print ('r11э=' ,r11э)
r12э = r2э
print ('r12э=' ,r12э)
r21э = a0 * rк
print ('r21э=' ,r21э)
r22э = rк * (1 - a0)
print ('r22э=' ,r22э)
r11к = rк
print ('r11к=' ,r11к)
r12к = rк * (1 - a0)
print ('r12к=' ,r12к)
r21к = rк
print ('r21к=' ,r21к)
r22к = rк * (1 - a0)
print ('r22к=' ,r22к)
#Расчет g-параметров
g11б = 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)))