Расчет контактной разности потенциалов и барьерной ёмкости резкого p-n перехода
Характеристика и анализ работы биполярного транзистора, его отличие от полевого. Схематическое устройство транзистора. Особенности расчета контактной разности потенциалов и барьерной ёмкости резкого p-n перехода с определенной площадью и параметрами.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.09.2017 |
| Размер файла | 525,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»
Институт информационных технологий
Специальность: Промышленная электроника
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
По курсу: Физические основы электронной техники
Вариант №6
Студент-заочник 2 курса
Группы № 481971
Гавриленков Егор Олегович
Минск, 2015
1. Теоретический вопрос
биполярный транзистор барьерный потенциал
Объясните, почему даже при равенстве площадей эмиттера и коллектора биполярный транзистор нельзя считать полностью обратимым прибором.
Ответ:
Биполярный транзистор представляет собой двухпереходный прибор. Электроды подключены к трём последовательно расположенным слоям полупроводника с чередующимся типом примесной проводимости. В зависимости от типа проводимости крайних слоев различают транзисторы p-n-p и n-p-n типа, с взаимно противоположными рабочими полярностями.
Работа биполярного транзистора, в отличие от полевого транзистора, основана на переносе зарядов одновременно двух типов, носителями которых являются электроны и дырки (от слова «би» -- «два»). Схематическое устройство транзистора показано на рисунке 1.
Рис1. Схематическое устройство биполярного транзистора.
Переход, работающий в прямом направлении, называется эмиттерным, а соответствующий крайний слой - эмиттером. Такое название, как и у диодов, отражает факт инжекции неосновных носителей через переход. Средний слой называется базой. Второй переход, нормально смещенный в обратном направлении, называется коллекторным, а соответствующий крайний слой - коллектором.
Необходимо подчеркнуть, что транзистор представляет собой, вообще говоря, обратимый прибор, т.е. эмиттер и коллектор можно поменять местами, сохранив в той или иной мере работоспособность прибора. Такой вывод вытекает из однотипности крайних слоев. Однако в связи с несимметричностью слоев (площадь эмиттерного слоя меньше, чем площадь коллекторного слоя), а также различием материалов эмиттера и коллектора в большинстве типов транзисторов нормальное и инверсное включение неравноценны. Передача тока при инверсном включении значительно хуже, чем при нормальном. Причины этого следующие. Во-первых, в связи с малым легированием коллектора мала электронная составляющая коллекторного тока. Во-вторых, площадь реального коллектора значительно больше эмиттера, поэтому на эмиттер попадает лишь небольшая часть электронов, инжектированных коллектором.
2. Задача
Рассчитать контактную разность потенциалов и барьерную ёмкость резкого p-n перехода с площадью S=10-3 см2 и следующими параметрами:
Материал - арсенид галлия;
Приложенное напряжение - -1 В;
Температура - 400 К;
Концентрация легирующей примеси в p-области Na - 1018 см-3;
Концентрация легирующей примеси в n-области Nd - 1016 см-3.
Решение:
Контактная разность потенциалов:
цк=kT/q*ln (Na*Nd /ni2) (В);
цк=400*1,37*10-23/1,6*1019*ln(1018*1016/(1,5*106)2)=6,871*10-42 (В)
Ширина ОПЗ p-n перехода:
Xd=(2ее0*( цк-U)( Na+ Nd)/ q Na Nd)1/2 (мкм);
Xd=(2*11*8,85*10-14*(6,871*10-42 +1)(1018+1016)/1,6*1019*1016*1018)1/2=
=9,78*10-38 (мкм)
Барьерная ёмкость p-n перехода:
Cбар=S*2ее0/ Xd (пФ);
Cбар=10-3*2*11*8,85*10-14/9,78*10-38=19,9*1021 (пФ)
Ответ: цк=6,871*10-42 (В); Cбар=19,9*1021 (пФ)
Список используемых источников
1.Физика полупроводниковых приборов в 2-х кн., пер. с англ., М., Мир 1984;
2.Никишин В.И. и др. Проектирование и технология производства мощных СВЧ транзисторов, М., Радио и связь. 1984;
3. http://studopedia.org/8-29702.html
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Выражение для емкости резкого p-n перехода в случае полностью ионизированных примесей. Определение величины его барьерной емкости. Расчет контактной разности потенциалов, толщины слоя объемного заряда. Величина собственной концентрации электронов и дырок.
курсовая работа [150,2 K], добавлен 16.11.2009Принцип работы полевого транзистора. Стоковые характеристики транзистора. Причина насыщения в стоковой характеристике полевого транзистора. Устройство полевого транзистора с управляющим p-n-переходом. Инверсия типа проводимости.
лабораторная работа [37,8 K], добавлен 20.03.2007Изучение методов построения зависимости прямого коэффициента усиления по току и анализ зависимости предельной частоты от тока эмиттера для кремниевого биполярного дрейфового транзистора. Этапы расчета частотных свойств биполярного дрейфового транзистора.
лабораторная работа [68,3 K], добавлен 06.02.2010Понятие и функциональное назначение биполярного транзистора как полупроводникового прибора с двумя близкорасположенными электронно-дырочными переходами. Анализ входных и выходных характеристик транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером и базой.
лабораторная работа [1,3 M], добавлен 12.05.2016Принцип действия биполярного транзистора. Его статические характеристики и эксплуатационные параметры. Температурные и частотные свойства транзистора. Эквивалентные схемы полевых транзисторов. Схематическое изображение ПТ с изолированным затвором.
лекция [460,9 K], добавлен 15.03.2009Получение входных и выходных характеристик транзистора. Включение биполярного транзистора по схеме с общим эмиттером. Проведение измерения тока базы, напряжения база-эмиттер и тока эмиттера для значений напряжения источника. Расчет коллекторного тока.
лабораторная работа [76,2 K], добавлен 12.01.2010Устройство и принцип действия биполярного транзистора, униполярного транзистора. Силовые полупроводниковые приборы, основные требования, предъявляемые к ним. Характеристика динисторов и транзисторов. Параметры предельных режимов работы транзисторов.
лекция [424,0 K], добавлен 14.11.2008Потенциальная энергия заряда в однородном поле и потенциальная энергия взаимодействия точечных зарядов. Понятие разности потенциалов. Связь напряжения и напряженности. Принцип суперпозиции для потенциалов. Понятие эквипотенциальных поверхностей.
контрольная работа [840,9 K], добавлен 06.10.2013Определение потенциала электростатического поля и напряжения (разности потенциалов). Определение взаимодействия между двумя электрическими зарядами в соответствии с законом Кулона. Электрические конденсаторы и их емкость. Параметры электрического тока.
презентация [1,9 M], добавлен 27.12.2011Параметры транзистора МП–40А, чертеж его основных выводов. Входная и выходная характеристики данного транзистора. Определение параметров для схемы с общим эмиттером. Схема с общим коллектором и общей базой. Расчет параметров для соответствующей схемы.
контрольная работа [642,0 K], добавлен 28.03.2011Формула расчета разности потенциалов двух точек электрического поля. Применение электрокардиографии в медицине. Принцип построения электрокардиограмм. Генерация электрических импульсов при работе сердца. Стандартное отведение электродов от конечностей.
презентация [595,7 K], добавлен 07.04.2013Определение нормативных нагрузок на провода контактной сети. Расчет натяжения проводов и допустимых длин пролетов. Разработка схем питания и секционирования станции. Составление плана контактной сети. Выбор способа прохода контактной цепной подвески.
курсовая работа [561,0 K], добавлен 01.08.2012Устройство электрификации железной дороги, разработка контактной сети: климатические, инженерно-геологические условия, тип контактной подвески; расчеты нагрузок на провода и конструкции, длин пролетов, выбор рационального варианта технического решения.
курсовая работа [57,3 K], добавлен 02.02.2011Определение величины обратного тока диодной структуры. Расчет вольт-амперной характеристики идеального и реального переходов. Зависимости дифференциального сопротивления, барьерной и диффузионной емкости, толщины обедненного слоя от напряжения диода.
курсовая работа [362,1 K], добавлен 28.02.2016Понятие и функциональные особенности измерительных усилителей как устройств для прецизионного усиления разности потенциалов между двумя точками электрической цепи, их внутреннее строение и принцип действия. Фильтры на переключаемых конденсаторах.
реферат [208,4 K], добавлен 21.08.2015Проект участка контактной сети. Расчет нагрузок на провода. Определение допустимых длин пролетов. Механический расчет анкерного участка полукомпенсированной контактной подвески станции. Подбор стоек опор контактной сети. Оценка риска отказа участка.
дипломная работа [495,8 K], добавлен 08.06.2017Механический расчет цепной контактной подвески. Определение длин пролетов на прямом и кривом участках пути. Составление схемы питания и секционирования контактной сети. Проход контактной подвески в искусственных сооружениях. Расчет стоимости оборудования.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 21.02.2016Характеристика основных электрических явлений: грозы, шаровой молнии и огней Святого Эльма. Образование молнии при возникновении в облаках разности потенциалов и их разряда. Громовые раскаты - взрывная волна в результате расширения нагретого воздуха.
презентация [518,7 K], добавлен 01.05.2011Вывод закона Ампера, формы его записи. Сила взаимодействия параллельных токов. Контур с током в однородном магнитном поле. Сущность эффекта Холла и примеры его использования. Расчет поперечной холловской разности потенциалов. Действие силы Лоренца.
презентация [478,2 K], добавлен 19.05.2016Расчет размеров движения, расхода электроэнергии, мощности тяговых подстанций. Тип и количество тяговых агрегатов, сечение проводов контактной сети и тип контактной подвески. Проверка сечения контактной подвески по нагреванию. Токи короткого замыкания.
курсовая работа [333,8 K], добавлен 22.05.2012
