Расчет униполярного транзистора - реферат

Содержание

Стр.

1 Принцип деяния полевого транзистора

2 Вольт-фарадная черта МОП-структуры

3 Расчет стоковых и стокозатворных черт

4 Определение напряжения насыщения и напряжения отсечки

5 Расчет крутизны стокозатворной свойства и проводимости канала

6 Наибольшая рабочая частота транзистора


1 Принцип деяния транзистора

В отсутствии смещений (UЗ =0, UС =0) приповерхностный слой полупроводника обычно обогащен дырками из-за наличия ловушек на границе кремний – оксид кремния и наличия Расчет униполярного транзистора - реферат положительных ионов в пленке диэлектрика. Соответственно энерго зоны искривлены вниз, и исходный поверхностный потенциал положительный. По мере роста положительного напряжения на затворе дырки отталкиваются от поверхности. При всем этом энерго зоны поначалу выпрямляются, а потом искривляются вниз, т.е. поверхностный потенциал делается отрицательным.

Существует некое пороговое напряжение , по Расчет униполярного транзистора - реферат превышении которого энерго зоны искривляются так очень, что в близи поверхностной области появляется инверсный электронный сой, конкретно этот слой играет роль индуцированного канала.

1.1 Сбалансированное состояние

Набросок 1.1 – Сбалансированное состояние

Т.к. UЗ =0, то контактная разность потенциалов меж металлом и полупроводником равна нулю, то энерго зоны показываются прямыми линиями. В таком положении уровень Ферми Расчет униполярного транзистора - реферат постоянен при UЗ =0, полупроводник находится в сбалансированном состоянии, т.е. pn = pi 2 и ток меж металлом и полупроводником отсутствует.

1.2 Режим обогащения (UЗ >0)

Если UЗ >0, то появляется поле направленное от полупроводника к затвору. Это поле сдвигает в кремнии главные носители (электроны) по направлению к границе раздела кремний – оксид кремния. В Расчет униполярного транзистора - реферат итоге на границе появляется обогащенный слой с лишней концентрацией электронов. Нижняя граница зоны проводимости, свой уровень и верхняя граница валентной зоны изгибаются вниз.

Набросок 1.2 – Режим обогащения

1.3 Режим обеднения (UЗ <0)

Если UЗ <0, то появляется электронное поле направленное от затвора к подложке. Это поле выталкивает электроны с границы раздела Si – SiO2 в Расчет униполярного транзистора - реферат глубь кристалла оксида кремния. В конкретной близости появляется область обедненная электронами.

Набросок 1.3 – Режим обеднения

1.4 Режим инверсии (UЗ <<0)

При предстоящем увеличении отрицательного напряжения UЗ , возрастает поверхностный электронный потенциал US . Данное явление является следствием того что энерго уровни очень изгибаются ввысь. Соответствующей особенностью режима инверсии является, то что уровень Ферми и Расчет униполярного транзистора - реферат свой уровень пересикаются.

Набросок 1.4 – Режим инверсии

1- инверсия;

2- нейтральная.

1.5 Режим сильной инверсии

Концентрация дырок в инверсной области больше или равна концентрации электронов.

1.6 Режим плоских зон

Набросок 1.5 – Режим плоских зон

1 - обогащенный слой неосновными носителями при отсутствии смещающих напряжений изгибает уровни вниз.


2 Вольт-фарадная черта МОП-структуры

Удельная емкость МОП-конденсатора описывается выражением:

(2.1)

где Расчет униполярного транзистора - реферат:

(2.2)

(2.3)

- удельная емкость, обусловленная существованием области пространственного заряда.

(2.4)

- емкость обусловленная оксидным слоем.

Эквивалентную схему МОП-структуры можно представить в виде 2-ух поочередно соединенных конденсатора:

Набросок 2.1 – Эквивалентная схема МОП-структуры

Таблица 2.1 – Зависимость емкости от напряжения на затворе

UЗ [B]

С [Ф]

0.01

0.05

0.1

0.2

0.22

0.26

0.3

0.32

0.36

0.4

0.42

0.46

3.182e-5

3.182e-5

3.182e-5

3.182e-5

3.182e-5

3.182e-5

3.182e-5

3.182e-5

3.182e-5

3.182e-5

3.182e Расчет униполярного транзистора - реферат-5

3.182e-5

Набросок 2.2 – График зависимости емкости от приложенного напряжения на затворе

Набросок 2.3 – Отношение С/С0 как функция напряжения, приложенного к затвору


3 Вольт-амперные свойства

3.1 Стоковые свойства

Формула описывающая вольт-амперную характеристику имеет вид:

(3.1)

где

(3.2)

- пороговое напряжение

(3.3)

(3.4)

- напряжение Ферми

(3.5)

- плотность заряда в обедненной области

Таблица 3.1 – Таблица значений токов и напряжений стоковой свойства

UC [B]

UЗ = 9

UЗ = 10

UЗ = 11

UЗ = 12

UЗ = 13

IC Расчет униполярного транзистора - реферат [A]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

0.000

2.322e-3

4.334e-3

6.037e-3

7.431e-3

8.515e-3

9.290e-3

9.756e-3

9.913e-3

9.761e-3

9.299e-3

8.528e-3

7.448e-3

6.058e-3

4.359e-3

2.351e-3

3.399e-5

0.000

2.631e-3

4.952e-3

6.965e-3

8.668e-3

0.010

0.011

0.012

0.012

0.013

0.012

0.012

0.011

0.010

8.689e-3

6.990e-3

4.982e-3

0.000

2.940e-3

5.571e-3

7.892e-3

9.905e-3

0.012

0.013

0.014

0.015

0.015

0.015

0.015

0.015

0.014

0.013

0.012

9.930e-3

0.000

3.249e-3

6.189e-3

8.820e-3

0.011

0.013

0.015

0.016

0.017

0.018

0.019

0.019

0.019

0.018

0.017

0.016

0.015

0.000

3.559e-3

6.808e-3

9.748e-3

0.012

0.015

0.017

0.018

0.020

0.021

0.022

0.022

0.022

0.022

0.022

0.021

0.020

Набросок 3.1 – График зависимости тока стока от функции напряжения стока при неизменных значениях Расчет униполярного транзистора - реферат напряжения на затворе

3.2 Стоко-затворная черта

при UC =4B

Таблица 3.2 – Таблица значений токов и напряжений стокозатворной свойства

UЗ [B]

IC [A]

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

3.703e-3

3.826e-3

3.950e-3

4.074e-3

4.197e-3

4.321e-3

4.445e-3

4.569e-3

4.692e-3

4.816e-3

Набросок 3.2 – График зависимости тока стока от напряжении на затворе


4 Напряжения насыщения и отсечки

Напряжение отсечки описывается выражением:

(4.1)

Напряжение насыщение описывается формулой:

(4.2)

где:

(4.3)

- толщина Расчет униполярного транзистора - реферат обедненного слоя.

Таблица 4.1 – Таблица данных напряжения стока и напряжения насыщения

UНАС

UОТ

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.92

1.59

2.45

3.50

4.730

6.14

7.7411

9.5

11.4890

13.63

15.973

0.2387

0.410

0.62

0.8911

1.2

1.55

1.9583

2.4063

2.9

3.4

4.0

Набросок 4.1 – График зависимости напряжения насыщения от напряжения на затворе

Набросок 4.2 – График зависимости напряжения отсечки от напряжения на затворе
5 Крутизна стокозатворной свойства и проводимость канала

5.1 Крутизна стокозатворной свойства описывается выражением:

(5.1)

где:

(5.2)

5.2 Проводимость канала:

(5.3)


6 Наибольшая рабочая частота транзистора

Наибольшая рабочая частота при определенном Расчет униполярного транзистора - реферат напряжении стока описывается формулой:

(6.1)

Таблица 6.1 – Таблица значений частоты при фиксированном напряжении стока

Uc

fmax

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

0.000

8.041e6

1.608e7

2.412e7

3.217e7

4.021e7

4.825e7

5.629e7

6.433e7

7.237e7

8.041e7

8.846e7

9.650e7

1.045e8

Набросок 6.1 – График зависимости частоты транзистора от напряжения на стоке.


Перечень использованной литературы

1 Л. Росадо «ФИЗИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА И МИКРОЭЛЕКТРОНИКА» М.-«Высшая школа» 1991 – 351 с.: ил.

2 И Расчет униполярного транзистора - реферат.П. Степаненко «ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТРАНЗИСТОРОВ И ТРАНЗИСТОРНЫХ СХЕМ», изд. 3-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1973. 608 с. с ил.


raschet-valovogo-vnutrennego-produkta-vvp-i-drugih-pokazatelej-sistemi-nacionalnih-schetov.html
raschet-velichini-nachalnogo-napryazheniya-pri-samozapuske-nagruzki-sn-energobloka-gazomazutnoj-kes-300-mvt.html
raschet-veroyatnosti-bezotkaznoj-raboti-koefficienta-nadezhnosti-proektiruemoj-mashini.html