Курсовая работа по Твердотельной электроники ФИНИШШШ 2. Расчет бездрейфового сплавного биполярного транзистора

Название	Расчет бездрейфового сплавного биполярного транзистора
Дата	18.05.2023
Размер	0.87 Mb.
Формат файла
Имя файла	Курсовая работа по Твердотельной электроники ФИНИШШШ 2.docx
Тип	Курсовая #1140887
страница	3 из 3

1 2 3

5 - Рассчитанная зависимость α_к.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)))

print ('g12э=-' ,g12э)

g21э = a0 / (r2э + rб *(1 - a0))

print ('g21э=' ,g21э)

g22э = r2э + rб / (rк * (r2э + rб * (1 - a0)))

print ('g22э=' ,g22э)

g11к = 1 - a0 / (r2э + rб * (1 - a0))

print ('g11к=' ,g11к)

g12к = 1 - a0 / (r2э + rб * (1 - a0))

print ('g12к=-' ,g12к)

g21к = 1 / (r2э + rб * (1 - a0))

print ('g21к=' ,g21к)

g22к = 1 - a0 / (r2э + rб * (1 - a0))

print ('g22к=' ,g22к)

# Расчет h-параметров

h11б = r2э + rб * (1 - a0)

print ('h11б=' ,h11б)

h12б = rб / rк

print ('h12б=' ,h12б)

h21б = a0

print ('h21б=-' ,h21б)

h22б = 1 / rк

print ('h22б=' ,h22б)

h11э = r2э / (1 - a0) + rб

print ('h11э=' ,h11э)

h12э = r2э / (rк * (1 - a0))

print ('h12э=' ,h12э)

h21э = a0 / (1 - a0)

print ('h21э=' ,h21э)

h22э = 1 / (rк * (1 - a0))

print ('h22э=' ,h11э)

h11к = r2э / (1 - a0) + rб

print ('h11к=' ,h11к)

h12к = 1.0

print ('h12к=' ,h12к)

h21к = 1 / (1 - a0)

print ('h21к=-' ,h21к)

h22к = 1 / (rк * (1 - a0))

print ('h22к=' ,h22к)

rm = a0 * rк

print ('rm=' ,rm)

#10 Расчет макс. мощности, рассеиваемой коллектором(таблица 2)

import math

tmax =95

RT = 400

tкорп = 80

Pкmax = (tmax - tкорп) / RT

print ('Pкmax=' ,Pкmax)

Таблица 2

T_корп,֯C	20	40	60	80
P_к.макс, мвт	191	130	84	35

#11 Результат расчета зависимости макс. тока коллектора при различных температурах и напряжениях коллекторного перехода (Таблица 3)

import math

Pкmax = 37

U1 = 5

U2 = 10

U3 = 25

U4 = 40

I1 = Pкmax / U1

print ('I1=' ,I1)

I2 = Pкmax / U2

print ('I2=' ,I2)

I3 = Pкmax / U3

print ('I3=' ,I3)

I4 = Pкmax / U4

print ('I4=' ,I4)
Таблица3

	Т_корп=20 ֯C P_к.мак = 187,мвт	Т_корп=40 ֯C P_к.мак =137, мвт	Т_корп=60 ֯C P_к.мак =87, мвт	Т_корп=80 ֯C P_к.мак =37, мвт
U, в	I, ма	I, ма	I, ма	I, ма
5 10 25 40	37.4 18.7 7.48 4.675	27.4 13.7 5.48 3.425	17.4 8.7 3.48 2.175	7.4 3.7 1.48 0.925

# Определение положения ур.Ферми
import math
k = 0.865 * 10 ** (-4)
T = 300
ni = 2.5 * 10 ** 13
pэ = 6 * 10 ** 18
pк = 6 * 10 ** 18
nб = 1.1 * 10 ** 15
Ef_Ei = k * T * math.log(pэ / ni)
print ('Ef_Ei=' ,Ef_Ei)
Ef_Ei1 = k * T * math.log(nб / ni)
print ('Ef_Ei1=' ,Ef_Ei1)
Ef_Ei2 = k * T * math.log(pк / ni)

print ('Ef_Ei2=' ,Ef_Ei2)

Рисунок 6 - Энергетическая диаграмма рассчитываемого сплавного транзистора.

#Расчет зависимости α=f(Uк)

import math

Uк = 100

Uпроб = 106

а_1 = 1

j = (Uк / Uпроб) ** 3

print ('j=' ,j)

M = 1 / (1 - j)

print ('М=' ,M)

а_2 = M * а_1

print ('а_2' ,а_2)

Рисунок 7 - Рассчитанная вольт-амперная характеристика коллекторного перехода сплавною транзистора.
Таблица 4

U_к, в	10	20	30	40	50	75	100
	0.001	0.006	0.022	0.053	0.1049	0.3542	0.8396
М	1.001	1.006	1.023	1.056	1.1172	1.5485	6.2351
α	1.001	1.006	1.023	1.056	1.1172	1.5485	6.2351

Рисунок 8 - Рассчитанная зависимость α=f(Uк)

Сводная таблица исходных данных и рассчитанных параметров

y0 = 0.9999999998823099	wT= 2600000.0
Aэ = 0.0063585	fT= 414012.7388535032
Lб = 0.0063585	g11б= 0.07298198876901744
Dp = 46.8	g12б=- 150.88707831639644
b0 = 0.941025641025641	g21б=- 0.050700513887148524
M = 1.0007724458164464	g22б= 153.4918421714428
a* = 1.0000000093300137	g11э= 0.9396965301739751
a0 = 0.9417525410367826	g12э=- 6.152590134226378
r1э = 5.199999999999999	g21э= 0.06030346982602482
r2э = 2.6161227667529827	g22э= 153.4918421714428
r1б = 63.42630096980531	g11к= 0.9396965301739751
r2б = 0.15333333343421054	g12к=- 0.9396965301739751
rб = 63.57963430323952	g21к= 0.07298198876901744
d = 1113.7324633860683	g22к= 0.9396965301739751
rк = 0.09134970353513133	h11б= 13.702010823039169
Cдк = 7.139310662731207e-05	h12б= 2067.4563801480226
Cдэ = 1.6568047337278113e-26	h21б=- 0.826278796223008
fкб = 1.7388885335246138	h22б= 32.364875013744026
Aк = 1.1304	h11э= 78.87356595012206
Cэк = 4.270927873885573e-10	h12э= 485.2767237159745
Cээ = 3.8326690514070965e-10	h21э= 4.7563497043441645
fa = 472222.2222222222	h22э= 78.87356595012206
fмакс = 739750.338652603	h11к= 78.87356595012206
LDк = 1.959421683388579e-07	h12к= 1.0
LDb = 0.03794403773980834	h21к=- 5.7563497043441645
Iкov = 4.7657350937115056e-05	h22к= 186.30353871650127
Iэov = 1.6878577938735482e-07	rm=0.025530109288916504
Iкos = 7.628769392805913e-06	r11б= 66.48439815828588
Iэоs = 5.20871085275589e-07	r12б= 63.87963430323952
Irg = 3.0215116238678676e-07	r21б= 0.025530109288916504
Iко = 5.558827149230775e-05	r22б= 0.03089769386025255
H = 0.005435520016638728	r11э= 66.48439815828588
a_кбн = 16.168130898748544	r12э= 2.6047638550463703
Ua = 48.47791907845612	r21э= 0.025530109288916504
Uz = 148.5	r22э= 0.005367584571336047
alfI= 0.011683869408129792	r11к= 0.03089769386025255
tд= 3.8461538461538463e-07	r12к= 0.005367584571336047
	r21к= 0.03089769386025255
	r22к= 0.005367584571336047

Заключение
В настоящей курсовой работе выполнен расчет характеристик бездрейфового сплавного биполярного транзистора в соответствии с полученным заданием.

В теоретической части рассмотрены структура и принцип работы биполярного транзистора, режимы его работы, статические вольт-амперные характеристики, параметры.

В расчетной части представлен порядок расчета коэффициентов в передаче тока, эффективность эмиттерного перехода, сопротивления областей транзистора, частотных характеристик, емкостей p-n переходов малосигнальных параметров транзистора. Представлен расчет максимальной мощности, рассеиваемой коллектором.

Составлена программа на языке Python 3, с помощью которой был выполнен расчет. В среде КОМПАС 3D выполнен чертеж корпуса транзистора.

Список используемых источников
1.Ю. А. Каменецкий, Б. М. Васильев.Методы расчета транзисторов.Москва 1971

2. В.В. Пасынков, Л.К.Чиркин – Полупроводниковые приборы. М., Высшая школа, 2007г.

3. В.А.Гуртов. Твердотельная электроника М., Техносфера, 2005г.

4. А.Ф. Трутко. Методы расчета транзисторов М., Энергия 1971г.

5. Кремниевые планарные транзисторы. Под ред. Я.А. Федотова. 1981г.

6. Зи.С.М. Физика полупроводниковых приборов. М., Энергия 1984г.

7.И.В. Музылева.Электротехническое и конструкционное материаловедение. Полупроводниковые материалы и их применение. Липецкий государственный технический университет, 2014

1 2 3