Элементы и устройства твердотельной электроники в примерах и задачах. Дудкин В.П - 25 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

25
Примеры
3.1 Концентрация примесей в базе , эмиттере и коллекторе некоторого
транзистора p-n-p и ширина базы контролируются так, что 1 % дырок,
инжектируемых из эмиттера, теряется при рекомбинации в базе .
Пренебрегая токами утечки , определить коэффициент передачи тока
эмиттера, эффективность эмиттера, коэффициент переноса, если электронная
составляющая тока эмиттера I
Э n
= 0,01 I
Э
.
Решение
1.Эффективность эмиттера (коэффициент инжекции) в соответствии с
приведенными выше соотношениями
γ = I
Э p
/( I
Э p
+ I
Э n
) = 1 - I
Э n
/ I
Э
= 0,99.
2.Коэффициент переноса
χ
= I
Кp
/ I
Э p
= (I
Э p
– 0.01 I
Э p
)/ I
Э p
= 0,99.
3.Коэффициент передачи тока эмиттера
α = γχ =0,98.
3.2. В n-p-n –транзисторе концентрация доноров в эмиттере 10
24
м
-3
, а
акцепторов в базе - 10
22
м
-3
. Считая, что подвижности электронов и дырок
равны соответственно 0,4 и 0,2 м
2
/В c, определить отношение дырочного
тока к электронному на переходе эмиттер -база .
Решение
1.Определим формулу для отношения токов из условия, что это соотношение
пропорционально отношению дырочной и электронной проводимостей.
Проводимости связаны с заданными электрофизическими параметрами
соотношениями раздела 1:
I
p
/I
n
= e μ
p
N
A
/e μ
n
N
D
.
2.Для указанных численных значений
I
p
/I
n
= 1/20.
3.3. В схеме на рис.3.1 E
Э
= 2 В, R
Э
= 2 кОМ , R
Б
= 15 кОм, E
Б
= 3 В,
R
Н
=4 кОм, E
К
= 16 В. Транзистор имеет параметры: α = 0,98,
I
КБ 0
=10 мкА . Определить ток коллектора.
Решение
1.Для определения тока коллектора используем формулу
I
К
= αI
Э
+ I
КБ 0
.
2.Найдем ток I
Э
. Для этого воспользуемся вторым законом Кирхгофа для
входной цепи в пренебрежении падением напряжения на эмиттерном
переходе U
БЭ
:
E
Э
+ E
Б
= I
Э
R
Э
+ I
Б
R
Б
и формулой для тока базы
I
Б
= I
Э
(1 - α) - I
КБ 0
.
Из этих соотношений:
I
Э
= (E
Э
+ E
Б
+ I
КБ 0
R
Б
)/[(R
Э
+ R
Б
(1 - α)] = 2,4 мА. 
                                            25
                                        П рим еры

    3.1 Ко нц ентр ац и я п р и месей в базе, эми ттер е и ко лл екто р е неко то р о го
тр анзи сто р а p-n-p и ш и р и на базы ко нтр о ли р у ю тся так, что 1 % ды р о к,
и нж екти р у емы х и з эми ттер а, тер яется п р и р еко мби нац и и в базе.
П р енебр егая то ками у течки , о п р едели ть ко эффи ц и ент п ер едачи то ка
эми ттер а, эффекти вно сть эми ттер а, ко эффи ц и ентп ер ено са, если электр о нная
со ставляю щ ая то ка эми ттер а IЭ n = 0,01 IЭ .
                                              Реш ени е
1.Э ффекти вно сть эми ттер а (ко эффи ц и ент и нж екц и и ) в со о тветстви и с
п р и веденны ми вы ш е со о тно ш ени ями
       γ = IЭ p/( IЭ p+ IЭ n) = 1 - IЭ n / IЭ = 0,99.
2.Ко эффи ц и ентп ер ено са
        χ = IКp / IЭ p = (IЭ p – 0.01 IЭ p)/ IЭ p= 0,99.
3.Ко эффи ц и ентп ер едачи то ка эми ттер а
             α = γ χ =0,98.

    3.2. В n-p-n –тр анзи сто р е ко нц ентр ац и я до но р о в в эми ттер е 1024 м-3, а
акц еп то р о в в базе - 1022 м-3. Счи тая, что п о дви ж но сти электр о но в и ды р о к
р авны со о тветственно 0,4 и 0,2 м2/В c, о п р едели ть о тно ш ени е ды р о чно го
то ка кэлектр о нно му на п ер ехо де эми ттер -база.
                                         Реш ени е
1.О п р едели мфо р му л у для о тно ш ени я то ко в и з у сло ви я, что это со о тно ш ени е
п р о п о р ц и о нал ьно о тно ш ени ю ды р о чно й и эл ектр о нно й п р о во ди мо стей.
П р о во ди мо сти связаны с заданны ми эл ектр о фи зи чески ми п ар аметр ами
со о тно ш ени ями р аздел а 1:
     Ip/In = e μ p NA/e μ n ND .
2.Д ля у казанны х чи сленны х значени й
    Ip/In = 1/20.

    3.3. Всхеме на р и с.3.1 EЭ = 2 В, RЭ = 2 кО М , RБ = 15 кО м, EБ = 3 В,
RН =4 кО м, EК = 16 В. Тр анзи сто р и меетп ар аметр ы : α = 0,98,
IКБ 0 =10 мкА. О п р едели тьто кко лл екто р а.
                                        Реш ени е
1.Д ля о п р еделени я то ка ко ллекто р а и сп о льзу емфо р му л у
IК = αIЭ + IКБ 0.
2.Н айдемто кIЭ . Д ля это го во сп о льзу емся вто р ы мзако но мКи р хго фа для
вхо дно й ц еп и в п р енебр еж ени и п адени емнап р яж ени я на эми ттер но м
п ер ехо де UБ Э :
EЭ + EБ = IЭ RЭ + IБ RБ
и фо р му ло й для то ка базы
IБ = IЭ (1 - α) - IКБ 0.
И зэти х со о тно ш ени й:
IЭ = (EЭ + EБ + IКБ 0 RБ )/[(RЭ + RБ (1 - α)] = 2,4 м А.

Страницы