Решение Учитывая, что и Получаем и где подвижность электронов подвижность дырок
 Скачать 167.5 Kb.
|
|
Задача 1.
Дано: Отношение удельного сопротивления полупроводника p-типа к удельному сопротивлению собственного полупроводника составляет p/i=10-4,Т = 300 К Определить: Концентрацию атомов акцепторной примеси NА. Решение: Учитывая, что:  и  Получаем:  и  где  - подвижность электронов; - подвижность дырок;q = 1,6 · 10 -19 Кл – электрический заряд электрона; Для кремния  и  Отсюда:    Т.к. полупроводник р-типа, то   Ответ:  Задача 2.
Дано: Обратный тепловой ток резкого p-n-перехода I0=10-12 А, сопротивление тела базы равно r /Б, T=300 K Определить: Рассчитать и построить на графике прямую ветвь ВАХ p-n-перехода в интервале токов i = 0…20 мА. Провести ее кусочно-линейную аппроксимацию и определить пороговое напряжение U*. Определить смещение прямой ветви ВАХ вдоль оси напряжений uпри изменении температуры на Т. Решение: С учетом сопротивления базы, прямой ток реального p – n перехода описывается уравнением:  где uТ – средняя скорость теплового движения; при Т = 300 К примем равным примерно 0,0256 В. Сведем вычисления ветви ВАХ в интервале токов i =0…20 мА в таблицу.
 Рисунок 1 – ВАХ p – n перехода.  - пороговое напряжение.На практике чаще всего принято оценивать влияние температуры на ВАХ р – nперехода, определяя изменение напряжения при постоянном токе. Для оценки изменения прямого напряжения при изменении температуры вводится температурный коэффициент напряжения (ТКН), характеризующий сдвиг ВАХ по оси напряжений. ТКН имеет отрицательный знак, что знаменует собой уменьшение напряжения на р – nпереходе при постоянном токе с ростом температуры. Отметим, что ТКН зависит от тока и несколько уменьшается с его ростом. Для р – nпереходов из кремния ТКН равен - 3 мВ/град. Т.о. смещение u = 20 · 3 = 60 мВ. Задача 3.
Дано: Полевой транзистор с каналом n-типа, включенный по схеме ОИ, имеет параметры: удельная крутизна b, пороговое напряжение Uпор. Заданы напряжение питания Eс и нагрузочное сопротивление Rс. Определить: Рассчитать и построить на графике передаточнуюхарактеристику транзистора Uси = f(Uзи). Расчеты выполнить в диапазоне изменения напряжения Uзи = Uпор …0. В рабочей точке, соответствующей Uси = EС /2, рассчитать коэффициент усиления по току KI. Решение:  Рисунок 2 – Полевой транзистор с каналом n-типа, включенный по схеме ОИ. Принцип действия схемы: При подключении напряжения Ес через полупроводники по каналу перемещаются электроны. Ширина канала зависит от напряжения Uз, при увеличении Uз, канал сужается и сопротивление канала возрастает, Ic уменьшается. Кроме Uз к p-n переходу прикладывается напряжение выделяющейся на распределённом сопротивлении канала, которое создаётся Iс, поэтому ширина p-n перехода увеличивается. В качестве статических характеристик ПТ представляются функциональные зависимости между токами и напряжениями, прикладываемыми к их электродам: входная характеристика IЗ = f(UЗИ) при UСИ = const; характеристика обратной связи I3 = f(UСИ) при UЗИ = const; характеристика прямой передачи IС = f(UЗИ) при UСИ = const; выходная характеристика IС = f(UСИ) при UЗИ = const. На практике широко используются лишь две последние характеристики, причем первую из них часто называют передаточной характеристикой. Крутизна – показывает управляющее действие затвора, т.е. степень влияния на стоковый ток напряжения на затворе:  Напряжение на затворе, при котором области объемного заряда управляющего p-n перехода и p-n-перехода подложка-канал смыкаются, и ток стока IС становится равным нулю, называется пороговым напряжением. Управляющую характеристику полевого транзистора в режиме насыщения удобно аппроксимировать зависимостью:  (1)При использовании аппроксимации выражение для крутизны имеет вид:  (2)Тогда для рассчета Uзи: 1) Транзистор закрыт Uзи 2) Параболический участок Uзи >U пор,  (3)3. Дальнейшее увеличение Uзи приводит к переходу на пологий уровень:  (4)С другой стороны ток стока можем рассчитать как:  (5)Тогда для построения передаточной характеристики воспользуемся упрощенным выражением (2):  Расчеты выполним в диапазоне изменения напряжения Uси, соответствующем изменению Uзи = -2 … 0 мА. Результаты сведем в таблицу.
По результатам расчетов построим передаточную характеристику для полевого транзистора с каналом n-типа.  Рисунок 3 – Передаточная характеристика полевого транзистора с каналом n-типа, включенного по схеме ОИ. Статический коэффициент усиления – сравнивает оба напряжения по их воздействию на стоковый ток: μ = ΔU CИ/ ΔUЗИ при IC = const  Литература: 1. Бочаров Е.И., Павлов В.М., Першин Ю.М. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ. Контрольное задание и методические указания к его выполнению для студентов заочной формы обучения. 2. Петров К.С. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника: Учебное пособие. СПб: Питер, 2006. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||