Рефетека.ру / Промышленность и пр-во

Курсовая работа: Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистора

Министерство образования и науки Украины

Харьковский национальный технический университет радиоэлектроники


Кафедра МЭПУ


Курсовая работа

Пояснительная записка


ПО КУРСУ “ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА”


ТЕМА: «РАСЧЕТ СХЕМНОЙ МОДЕЛИ КРЕМНИЕВОГО ДРЕЙФОВОГО ТРАНЗИСТОРА»


Выполнил:


Проверила:


Харьков 2002

РЕФЕРАТ


Пояснительная записка к курсовой работе содержит 16 с., 4 рис.

В данной курсовой работе требуется рассчитать элементы П-образной эквивалентной схемы транзистора на низких и высоких частотах для включения с общим эмиттером. Для того чтобы осуществить расчеты и исследовать зависимости, следует воспользоваться программой MathCAD 2000.

Необходимо представить структуру транзистора для лучшего понимания принципа действия и технологического процесса изготовления.

Перечень ключевых слов:

ЭМИТТЕР, БАЗА, КОЛЛЕКТОР, ДРЕЙФОВЫЙ ТРАНЗИСТОР, ПОЛЕ БАЗЫ, Y–ПАРАМЕТРЫ, ЭКВИВАЛЕНТНАЯ СХЕМА, ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДРЕЙФОВОГО ТРАНЗИСТОРА.

СОДЕРЖАНИЕ


Введение

1. Анализ технического задания

2. Расчетная часть

2.1. Расчет дрейфового поля транзистора

2.2. Расчет

2.3. Расчет сопротивлений транзистора

2.4. Расчет зарядных емкостей транзистора

2.5. Расчет максимальной частоты

2.6. Расчет Y-параметров для схемы с ОЭ

3. Эквивалентные П-образные схемы

3.1. Эквивалентная П-образная схема на НЧ для включения с ОЭ

3.2. Эквивалентная П-образная схема на ВЧ для включения с ОЭ

4. Зависимость максимальной частоты от напряжения коллектор-эмиттер

5. Конструкторско-технологическая часть

5.1. Структура транзистора

5.2. Описание технологии получения дрейфового транзистора

Заключение

Перечень ссылок

ВВЕДЕНИЕ


Инженер по эксплуатации радиоэлектронных систем должен знать принципы их работы, применения и повседневного обслуживания. Успешное выполнение этих задач невозможно без знания элементной базы этих систем и, в первую очередь, наиболее сложной и ответственной части элементной базы - транзисторов и интегральных микросхем.

Широкое применение получили дрейфовые транзисторы, основной особенностью которых является неравномерное распределение примесей в базе. Такое распределение примесей в базовом слое транзистора приводит к образованию электрического поля, увеличивающего скорость движения носителей. При этом перенос носителей осуществляется не только за счет диффузии, но также и за счет дрейфа носителей в электрическом поле.

Дрейфовые транзисторы имеют более высокие предельные частоты, в них легче получить одновременно малые высокочастотные сопротивления базы, малые ёмкости коллекторного перехода и высокие пробивные напряжения коллектора. При изготовлении дрейфовых транзисторов для образования p-n переходов используется технология диффузии примесей. Поэтому дрейфовые транзисторы часто называют диффузионными (по методу образования p-n переходов).

Дрейфовые транзисторы были предложены в 1953 году, а особенно широко применяются с 1956 года. В настоящее время разработан ряд технологических методов их изготовления, и эти транзисторы выпускаются с хорошими частотными свойствами и значительными рассеваемыми мощностями.

Предельные частоты высокочастотных дрейфовых транзисторов примерно в 10 раз превосходят предельные частоты транзисторов с однородным распределением примесей в базовой области. Кроме того, рассеиваемая мощность высокочастотных дрейфовых транзисторов при больших предельных частотах может во много раз превосходить мощность бездрейфовых транзисторов.

Физические процессы в дрейфовом транзисторе значительно отличаются от процессов в обычном (бездрейфовом) плоскостном транзисторе.

1 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ


Транзистор является активным полупроводниковым прибором, имеющим три и более вывода, в котором осуществляется управление проходящим через него током.

Транзисторы в зависимости от механизма прохождения носителями заряда управляющей области (базы) разделяются на дрейфовые и бездрейфовые. В бездрейфовых транзисторах неосновные носители заряда проходят область базы в результате диффузии. В чистом виде движение за счет диффузии существует только при низком уровне инжекции, так как при высоком уровне инжекции в области базы возникает электрическое поле, и, следовательно, наблюдается дрейф носителей. Поэтому под бездрейфовыми транзисторами понимают такие, у которых нет электрического поля в области базы при отсутствии инжектированных носителей. В дрейфовых транзисторах в базе существует внутреннее электрическое поле, и неосновные носители движутся под влиянием диффузии и этого поля. Внутреннее поле в дрейфовых транзисторах возникает в результате определенного распределения примесей в базе. Распределение примесей в базе бездрейфовых транзисторов принимается равномерным.

В данной курсовой работе требуется рассчитать элементы П-образной эквивалентной схемы транзистора на низких и высоких частотах для включения с общим эмиттером. Для того чтобы осуществить расчеты и исследовать зависимости, следует воспользоваться программой MathCAD 2000.

Необходимо представить структуру транзистора для лучшего понимания принципа действия и технологического процесса изготовления.

2 Расчетная часть


Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистора2.1 Расчет дрейфового поля транзистора

Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораa=17,499 . 103 см-1

Eb=452 В/см


2.2 Расчет a

Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистора см2/сек

Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистора

Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистора

2.3 Расчет сопротивлений транзистора


Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораЗарядная емкость эмиттера

Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистора

Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистора см-3

Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистора

Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистора см-3

Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистора

Ф


Зарядная емкость коллектора

Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистора см2

Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистора

Ф


2.5 Расчет максимальной частоты


Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораГраничная частота коэффициента передачи по току, определяемая механизмом переноса через базу


Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистора

Гц

Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораМаксимальная частота генерации


Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистора

Гц


2.6 Расчет Y-параметров для схемы с ОЭ


Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистора


3 Эквивалентные схемы


3.1 Эквивалентная П-образная схема на низких частотах для включения с общим эмиттером


Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистора

3.2 Эквивалентная П-образная схема на высоких частотах для включения с общим эмиттером


Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистора

Yбэ=(Y11+Y12)

Yкэ=(Y22+Y12)

Yбк=Y12

S=(Y21-Y12) - крутизна

4 Зависимость максимальной частоты от напряжения коллектор-эмиттер


Для исследования зависимости была использована программа Mathcad 2000. В основу была положена программа расчета параметров исследуемого транзистора.

Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораДалее приведены формулы параметры которых влияют на изменение максимальной частоты при изменении напряжения на коллекторе:


Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистора


Зависимость максимальной частоты от напряжения на коллекторе показана на рисунке 4.1

Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистора

Рисунок 4.1 зависимость максимальной частоты от напряжения на коллекторе


5 КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ


5.1 Структура транзистора


Структура дрейфового транзистора предоставлена на рисунке 5.1.

Масштаб 1000:1.


5.2 Описание технологии получения дрейфового транзистора


В исходном кремнию n-типа ( ρ=0,5...1 Ом*см ) путем диффузии создается соединительный слой р-проводимости. Для уменьшения размеров перехода n-слой создается только в углублениях (лунках). Затем в углубление кладутся два кусочка сплава, и производится термообработка. При этом происходит расплавление сплавов, проплавление соединительного слоя и диффузия примесей из расплава в исходный кремний.

Первая (эмиттерная) капля содержит примеси n- и р-типов. Под ней после диффузии создается n-p-n-структура. Донорная область под каплей сплава используется как эмиттер, узкий средний слой р-типа образует активную область базы, исходный n-кремний образует область коллектора.

Вторая капля сплава содержит только р-примеси. Она создает омический контакт с соединительным слоем и вывод базовой области. В случае проплавления р-слоя эта капля создает p-n-переход с исходным кремнием.

Структура n-p-n, получающаяся в результате сплавления диффузии, используется для создания транзистора [3].

Расчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистораРасчет схемной модели кремниевого дрейфового транзистора

Рисунок 5.1 структура дрейфового транзистора

ЗАКЛЮЧЕНИЕ


В результате выполнения данной курсовой работы были рассчитаны параметры П-образной эквивалентной схемы транзистора включенного по схеме с ОЭ для НЧ и ВЧ.

Получена зависимость максимальной частоты от напряжения коллектор-эмиттер.

С увеличением напряжения максимальная частота увеличивается.

Кратко описана технология изготовления дрейфового транзистора, а также предоставлена структура n-p-n-перехода к рассчитываемому транзистору.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК


Трутко А. Ф. Методы расчета транзисторов. М., «Энергия», 1971

Дрейфовые транзисторы. М., «Советское радио», 1964

Основы теории транзисторов. Спиридонов Н. С. «Техника», 1969.

Похожие работы:

  1. • Дрейфовые транзисторы их параметры, преимущества ...
  2. •  ... в базе дрейфового биполярного транзистора
  3. • Расчёт и проектирование маломощных биполярных транзисторов
  4. • Расчет параметров структуры интегрального n-p-n ...
  5. • Разновидности биполярных транзисторов (БТ)
  6. • Развитие исследований полупроводников
  7. • Расчёт и проектирование маломощных биполярных транзисторов
  8. • Расчёт усилителя мощности типа ПП2
  9. • Проектирование аналоговых устройств
  10. • Полупроводники
  11. • Фотонные транзисторы в кремниевом исполнении
  12. • Оптичні приймальні пристрої
  13. • История развития электроники
  14. • Применение полупроводниковых приборов
  15. • Знакомство с программой Micro-cap. Изучение ...
  16. • Устройство управления вентиляторами компьютера через ...
  17. • Разработка программно-методического комплекса для анализа ...
  18. • Расчет усилителя звуковой частоты
  19. • История и развитие радиотехники
Рефетека ру refoteka@gmail.com