Элементы и устройства твердотельной электроники в примерах и задачах. Дудкин В.П - 31 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

31
4. Суммарный ток коллектора и выходное напряжение
i
К
=I
К
+I
Кm
sinω t=0,5+0,23sinω t,
u
ВЫХ
=U
ВЫХ
+U
ВЫХm
sinω t=7,5+3,47sinω t
3.9. Удельная проводимость канала n-типа полевого транзистора
составляет 20.9 См/м, а ширина канала - 6 мкм при напряжении затвор-исток,
равном 0.
а) Найти напряжение отсечки , считая, что подвижность электронов -
0,13 м
2
/Вс, а относительная диэлектрическая проницаемость кремния - 12.
б) Определить, при каком напряжении затвора сопротивление сток-исток
станет равным 200 Ом, если при напряжении затвора, равном 0, это
сопротивление равно 50 Ом.
Решение
1.При достаточно низком напряжении сток-исток полевой транзистор можно
представить в виде резистора с сопротивлением [ 1 ]
R = R
0
[1-(U
ЗИ .
/U
ОТС
)
1/2
]
-1
(R
0
- сопротивление при
U
ЗИ
= 0).
2.Напряжение отсечки найдем по известным параметрам полупроводника
U
ОТС
= eN
D
a
2
/2εε
0
(a – половина ширины канала при U
ЗИ
= 0),
где
N
D
= σ /μ
n
e = 10
21
м
-3
, отсюда U
ОТС
= 6,8 В.
3.Из условия R =200 Ом: U
ЗИ
=3,83 В.
3.10. Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом, имеющий
максимальные значения тока стока и крутизны I
CMАХ
= 2 мА , S
MAX
= 2
мА / В, включен в усилительный каскад по схеме с общим истоком.
Сопротивление резистора нагрузки R
Н
=10 кОм. Определить напряжение
отсечки U
0
и коэффициент усиления по напряжению K
U
, если а) U
ЗИ
=- I В ;
б) U
ЗИ
= - 0,5 В; в) U
ЗИ
= 0.
Решение
1.Для определения K
U
воспользуемся формулой:
SRK
U
=
.
2.Крутизну при учете аппроксимации характеристики полевого транзистора
(ПТ)[1-4]
2
0
ЗИ
С MAXС
)
U
U
1(II −=
определим из выражения:
)
U
U
1(S
dU
dI
S
0
ЗИ
MAX
ЗИ
С
−==
,
где U
0
= 2I
CMАХ
/ S
MАХ
.
3.Подставляя численные значения в полученные формулы, найдем:
а) U
0
= 2 В, S =1 мА / В, K
U
= 10; 
                                               31
4. Су ммар ны й то кко лл екто р а и вы хо дно е нап р яж ени е
 iК=IК+IКm sinω t=0,5+0,23sinω t,
    uВ Ы Х =UВ Ы Х +UВ Ы Х m sinω t=7,5+3,47sinω t


      3.9. У дельная п р о во ди мо сть канал а n-ти п а п о лево го тр анзи сто р а
со ставляет20.9 См/м, а ш и р и на канала - 6 мкмп р и нап р яж ени и затво р -и сто к,
р авно м0.
а) Н айти нап р яж ени е о тсечки , счи тая, что п о дви ж но стьэл ектр о но в -
0,13 м2/Вс, а о тно си тел ьная ди эл ектр и ческая п р о ни ц аемо стькр емни я - 12.
б) О п р едели ть, п р и како м нап р яж ени и затво р а со п р о ти влени е сто к-и сто к
станет р авны м 200 О м, если п р и нап р яж ени и затво р а, р авно м 0, это
со п р о ти вл ени е р авно 50 О м.
                                             Реш ени е
1.П р и до стато чно ни зко м нап р яж ени и сто к-и сто кп о лево й тр анзи сто р мо ж но
п р едстави тьв ви де р ези сто р а с со п р о ти влени ем [ 1 ]
      R = R0[1-(UЗИ ./UО Т С )1/2]-1         (R0 - со п р о ти влени е п р и UЗИ = 0).
2.Н ап р яж ени е о тсечки найдемп о и звестны мп ар аметр амп о л у п р о во дни ка
    UО Т С = eNDa2/2εε0       (a – п о л о ви на ш и р и ны канала п р и UЗИ = 0),
где
    ND = σ /μ ne = 1021 м-3, о тсю да UО ТС = 6,8 В.
3.И зу сл о ви я R =200 О м: UЗИ =3,83 В.

      3.10. П о лево й тр анзи сто р с у п р авляю щ и м p-n-п ер ехо до м, и мею щ и й
макси мальны е значени я то ка сто ка и кр у ти зны ICMАХ = 2 мА, SMAX = 2
мА/В, вклю чен в у си л и тельны й каскад п о схеме с о бщ и м и сто ко м.
Со п р о ти влени е р ези сто р а нагр у зки RН =10 кО м. О п р едели ть нап р яж ени е
о тсечки U0 и ко эффи ц и енту си л ени я п о нап р яж ени ю KU , если а) UЗИ =- I В;
б) UЗИ = - 0,5 В;        в) UЗИ = 0.
                                           Реш ени е
1.Д ля о п р еделени я KU во сп о л ьзу емся фо р му л о й: K U = SR .
2.Кр у ти зну п р и у чете ап п р о кси мац и и хар актер и сти ки п о лево го тр анзи сто р а
(П Т)[1-4]
                    U
I С = I С MAX (1 − ЗИ ) 2
                     U0
о п р едел и ми звы р аж ени я:
        dI С               U
S=            = S MAX (1 − ЗИ ) ,
       dU ЗИ                U0
где U0 = 2ICMАХ / SMАХ .
3.П о дставляя чи сленны е значени я в п о л у ченны е фо р му л ы , найдем:
а)      U0= 2 В, S =1 мА/В, KU = 10;

Страницы