Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
PAGE 46
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Запорізький національний технічний університет
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до виконання курсового проекту з дисципліни
„Твердотільна електроніка“
для студентів спеціальності 6.050801
„Мікро- та наноелектроніка“
денної й заочної форм навчання
2009
Методичні вказівки до виконання курсового проекту з дисципліни „Твердотільна електроніка“ для студентів спеціальності 6.050801 „Мікро- та наноелектроніка“ денної й заочної форм навчання / Укл.: Томашевський О. В., Антонченко Н. А. – Запоріжжя: ЗНТУ.-2009.- с.
Укладачі: О. В. Томашевський, доц., канд.техн.наук
Н. А. Смирнова, асистент
Рецензент: В. В. Погосов, проф., д-р фіз.-матем. наук
Відповідальний за випуск: Г.В.Сніжной, доц., канд.фіз.-матем.наук
Затверджено
на засіданні кафедри
„Мікро- та наноелектроніки“
Протокол №
від „___“ ________ 2009 р.
ЗМІСТ
|
1 Мета і завдання курсового проекту………………………… |
4 |
|
2 Розрахунок деяких параметрів напівпровідника і р-n-переходу…………………………………………………………... |
5 |
|
2.1 Концентрація власних носіїв заряду………………………... |
5 |
|
2.2 Концентрація основних і неосновних носіїв заряду………. |
5 |
|
2.3 Рухливість носіїв заряду…………………………………….. |
6 |
|
2.4 Коефіцієнт дифузії носіїв заряду, дифузійна довжина і питомий опір……………………………………………………... |
6 |
|
2.5 Розрахунок концентрації домішкових атомів за заданим питомим опором напівпровідника……………………………… |
7 |
|
2.6 Коефіцієнт лавинного множення і напруга лавинного пробою p-n-переходу…………………………………………….. |
8 |
|
2.7 Товщина збідненого шару…………………………………… |
9 |
|
2.8 Контактна різниця потенціалів……………………………… |
10 |
|
3 Випрямляючий діод……………………………………………. |
10 |
|
3.1 Вихідні дані і результати розрахунків……………………… |
10 |
|
3.2 Розрахунок параметрів діоду………………………………... |
11 |
|
3.3 Розрахунок характеристик…………………………………... |
13 |
|
3.4 Розрахунок перехідного процесу…………………………… |
15 |
|
4 Біполярний транзистор………………………………………… |
18 |
|
4.1 Вихідні дані і результати розрахунків……………………… |
18 |
|
4.2 Розрахунок параметрів………………………………………. |
19 |
|
4.3 Розрахунок енергетичної діаграми…………………………. |
23 |
|
4.4 Малосигнальні параметри…………………………………… |
25 |
|
4.5 Частотні параметри транзистора……………………………. |
28 |
|
4.6 Розрахунок характеристик і залежностей………………….. |
29 |
|
5 Тиристор………………………………………………………... |
33 |
|
5.1 Вихідні дані і результати розрахунків……………………… |
33 |
|
5.2 Розрахунок параметрів і характеристик тиристора………... |
33 |
|
Додаток А Вихідні параметри випрямляючого діоду…………. |
46 |
|
Додаток Б Вихідні параметри біполярного транзистора……… |
47 |
|
Додаток В Вихідні параметри кремнієвого тиристора………... |
48 |
|
Перелік рекомендованих посилань……………………………... |
49 |
1 Мета і завдання курсового проекту
Курсовий проект спрямований на закріплення теоретичних знань з твердотільної електроніки і практичне освоєння методик розрахунку електричних параметрів і характеристик напівпровідникових приладів – випрямляючих діодів, біполярних транзисторів і тиристорів, та елементної бази інтегрованих схем.
Темою курсового проекту за узгодженням із викладачем може бути розрахунок електричних параметрів, характеристик і топології інших напівпровідникових приладів і елементів інтегрованих схем, поглиблена розробка окремих питань фізики напівпровідникових приладів або розрахунок і математичне моделювання основних фізичних процесів у напівпровідникових приладах, елементній базі мікросхем, наукові дослідження тощо.
Усі розрахунки виконуються на прикладі ступінчастих р-n-переходів.
Під час виконання завдання студент повинен користуватися лекціями з дисциплін, підручниками, довідковою літературою, діючими стандартами, патентними матеріалами та оригінальною вітчизняною та закордонною науковою літературою. Розрахунки виконуються на ЕОМ.
Пояснювальна записка супроводжується переліком використаної літератури із посиланням на неї по тексту у квадратних дужках ([1]).
2 РОЗРАХУНОК ДЕЯКИХ ПАРАМЕРІВ НАПІВПРОВІДНИКА І P-N-переходу
2.1 Концентрація власних носіїв заряду
Концентрація власних носіїв заряду в напівпровідникові визначається його шириною забороненої зони та температурою і може бути обчислена за формулою
, (2.1)
де стала Больцмана (k=1,38∙10-23 Дж/К=0,8616∙10-4 еВ/К);
сталі ∆Eg0 (наведена ширина забороненої зони) та залежать від типу напівпровідника:
для кремнію А=3,87∙1016 см-3∙К-3/2, =1,21 еВ;
для германію А=1,76∙1016 см-3∙К-3/2, =0,785 еВ.
2.2 Концентрація основних і неосновних носіїв заряду
Концентрація електронів і дірок в некомпенсованому напівпровідникові може бути обчислена за наступними формулами:
для напівпровідника типу р
, , (2.2)
для напівпровідника типу n
, . (2.3)
В тих випадках, коли виконується наближення невласного напівпровідника (тобто коли ni«N), розрахунок концентрації р та n спрощується:
для напівпровідника типу р
, ,
для напівпровідника типу n
, .
2.3 Рухливість носіїв заряду
Рухливість носіїв заряду в напівпровідникові залежить від концентрації домішкових атомів і температури. Залежність рухливості від температури розраховується за формулою
(2.4)
де μ300 – рухливість при температурі 300 К;
b – стала, значення якої дорівнює:
|
в кремнії |
для електронів |
2,50 |
|
для дірок |
2,70 |
|
|
в германії |
для електронів |
1,66 |
|
для дірок |
2,38 |
Залежність рухливості носіїв заряду від концентрації домішкових атомів складна, її можна представити тільки графіком або таблицею експериментальних даних. Для розрахунку цієї залежності можна використати метод інтерполяції.
Розрахунок рухливості носіїв заряду за заданими величинами концентрацій домішкових атомів і температур кристалу рекомендується виконувати на ЕОМ.
2.4 Коефіцієнт дифузії носіїв заряду, дифузійна довжина і питомий опір
Коефіцієнт дифузії носіїв заряду пов’язаний з його рухливістю співвідношенням:
, (2.5)
де – тепловий потенціал, але його зручніше обчислювати за наступною формулою:
. (2.6)
Дифузійна довжина для нерівноважних носіїв заряду зв’язана з коефіцієнтом дифузії і часом життя співвідношенням:
, (2.7)
Питомий опір напівпровідника можна розрахувати за концентрацією домішкових атомів
, (2.8)
де μ0 – рухливість основних носіїв заряду.
Остання формула справедлива, якщо виконується наближення невласного напівпровідника.
2.5 Розрахунок концентрації домішкових атомів за заданим питомим опором напівпровідника
З формули (2.8) одержуємо: . Але складність полягає у тому, що при виконанні розрахунку необхідно враховувати залежність рухливості від концентрації домішкових атомів в напівпровідникові. В зв’язку з цим, остання формула повинна бути записана наступним чином:
.
Тому задача розрахунку N зводиться до рішення рівняння
,
основна складність вирішення якого полягає в тому, що функція μ0(N) не має аналітичного опису.
2.6 Коефіцієнт лавинного множення і напруга лавинного пробою p-n-переходу
Припустимо, що p-n-перехід є східчастим і несиметричним. Для визначення коефіцієнта лавинного множення зазвичай використовують емпіричну формулу:
, (2.9)
де Uзв – зворотна напруга, прикладена до переходу;
n – емпірична стала;
Uл – напруга лавинного пробою переходу, В.
Розрахунок напруги лавинного пробою виконують за формулою:
, (2.10)
де ρ – питомий опір високоомної області, Ом·см;
m, k – емпіричні сталі.
Якщо, наприклад, розраховується напруга лавинного пробою переходу типу p+-n, то в формулу (2.10) слід підставити питомий опір n області.
Значення емпіричних констант n, m, k залежать від типу переходу напівпровідника та обираються за допомогою табл. 2.1.
Таблиця 2.1 Значення емпіричних констант,,
|
Матеріал |
Тип переходу |
n |
m |
k |
|
Кремній |
p+-n |
5 |
86 |
0,65 |
|
n+-p |
3 |
23 |
0,75 |
|
|
Германій |
p+-n |
3 |
83,4 |
0,61 |
|
n+-p |
6 |
52 |
0,61 |
2.7 Товщина збідненого шару
Товщина збідненого шару східчастого переходу визначається за формулою:
, (2.11)
де
, (2.12)
де Nap, Ndn – концентрація домішкових атомів в р- та n-областях відповідно.
З іншого боку L можна представити у вигляді суми:
, (2.13)
де lp товщина тієї частини збідненого шару, що знаходиться в р-області;
ln товщина тієї частини збідненого шару, що знаходиться в n-області.
Ці величини пов’язані наступним співвідношенням:
. (2.14)
З останніх двох формул одержуємо:
, (2.15)
. (2.16)
Приведені формули дозволяють знаходити величини L, lp, ln.
2.8 Контактна різниця потенціалів
Контактна різниця потенціалів р-n-переходу розраховується за формулою:
. (2.17)
3 ВИПРЯМЛЯЮЧИЙ ДІОД
3.1 Вихідні дані і результати розрахунків
Для виготовлення випрямляючих діодів в якості вихідного напівпровідникового матеріалу в більшості випадків використовується кремній. Випрямляючий діод звичайно має структуру р+-n. Формування емітерної (низькоомної) області з акцепторним типом провідності дозволяє отримати більш високі напруги пробою. В зв’язку з цим розрахунки параметрів і характеристики діоду рекомендується виконувати в припущенні, що діод є кремнієвим і має структуру типу р+-n.
Вихідні дані для виконання розрахунків:
d – діаметр кремнієвої структури;
h – товщина кремнієвої пластини;
we – глибина залягання р-n-переходу;
Nб − концентрація домішкових атомів у вихідному кремнії;
Ne – концентрація домішкових атомів в емітерній області;
τб – час життя нерівноважних носіїв у вихідному кремнії;
RT – тепловий опір корпусу діоду.
В результаті розрахунків повинні бути отримані значення основних електричних параметрів діоду:
Uзв – робоча зворотна напруга діода;
Iзв – зворотний струм діоду;
Im – максимальний прямий струм діоду;
jm– максимальна густина струму р-n-переходу;
UF– пряме падіння напруги діоду;
tвідн – час відновлення зворотного опору.
Разом з цими параметрами повинні бути розраховані наступні характеристики:
Параметри Im, UF розраховуються для максимально допустимої температури кристалу 413 К, інші параметри – для температури 300 К.
3.2 Розрахунок параметрів діоду
3.2.1 Розрахунок робочої зворотної напруги виконується за умовою:
, (3.1)
де Uл – напруга лавинного пробою;
Uпрок – напруга проколу (напруга замикання).
Множник 0,7 має сенс коефіцієнта запасу. Розрахунок Uл розглядається в п. 2.6. Напруга проколу розраховується з умови рівності товщини збідненого шару товщині бази:
.
Використовуючи для L(U) формулу східчастого переходу, одержуємо:
. (3.2)
3.2.2 Розрахунок зворотного струму діода виконується за умови, що на діод діє зворотна напруга, що дорівнює Uзв. Зворотний струм діоду
, (3.3)
де М – коефіцієнт лавинного множення (формула 2.8);
Is – струм насичення переходу
, (3.4)
де Lб, Le – дифузійні довжини нерівноважних носіїв заряду (формула 2.7).
Час життя нерівноважного носія заряду зворотно пропорційний ступеню легування кристалу, тому
. (3.5)
З урахуванням цієї рівності одержуємо
. (3.6)
Генераційний струм переходу
. (3.7)
Товщину збідненого шару L і коефіцієнт лавинного множення М слід розраховувати для напруги Uзв.
3.2.3 Максимальний прямий струм діоду і максимальне пряме падіння напруги знаходяться з умови рівності потужності, що виділяється при проходженні струму через діод, і теплової потужності, що віддається в навколишнє середовище: Рел=Ртепл.
Електрична потужність дорівнює: .
Теплова потужність визначається перепадом температур між р-n-переходом і зовнішньою поверхнею корпусу діоду:
,
де Tjm=413 K − максимально допустима температура переходу;
Tk=300 K − температура корпусу діоду.
Рівність величин Рел і Ртепл дає рівняння
. (3.8)
Падіння напруги діоду для струму I
. (3.9)
Опір бази площинного випрямляючого діоду залежить від струму діоду (ефект модуляції опору бази). Залежність Rб(I) описується наступними співвідношеннями:
; (3.10)
де ; ; ; ;
; .
Струм, що задовольняє рівнянню (3.8), представляє собою потрібний параметр − максимальний прямий струм діоду Im. Максимальне падіння напруги розраховується за допомогою (3.9) для I=Im.
Разом з максимальним струмом діоду слід також розрахувати максимальну густину струму р-n-переходу jm.
3.2.4 Бар’єрна ємність діоду при нульовому зміщенні розраховується за формулою:
. (3.11)
3.2.5 Час відновлення зворотного опору визначається шляхом розрахунку перехідного процесу переключення діоду.
3.3 Розрахунок характеристик
3.3.1 Пряма гілка ВАХ розраховується наступним чином. Представимо падіння напруги на діоді у вигляді суми:
,
де Uj − падіння напруги на переході;
URб − падіння напруги на опорі бази.
Напруга переходу зв’язана зі струмом співвідношенням:
, (3.12)
а напруга на опорі бази:
. (3.13)
Функція Rб(I) знаходиться за допомогою співвідношень (3.10).
3.3.2 Зворотна гілка ВАХ описується формулою:
, (3.14)
де М –коефіцієнт лавинного множення (формула 2.9);
Is – струм насичення переходу (формула 3.6);
Ig – генераційний струм переходу, залежність якого від Uзв описується формулою:
, (3.15)
де
. (3.16)
3.3.3 Температурна залежність прямого падіння напруги діоду розраховується для фіксованого струму, рівного Im. Так як опір бази дуже слабко залежить від температури, величину URб можна вважати константою. При розрахунку температурної залежності Uj потрібно враховувати в першу чергу вплив температури на концентрацію власних носіїв. Такі параметри, як рухливість і дифузійна довжина носіїв заряду, які від температури залежать відносно слабко, можна вважати константами; обчислити їх можна для середньої температури.
3.3.4 Температурну залежність зворотного струму слід розраховувати для температур в діапазоні 300 − 420 К. Лавиноутворення не враховувати. Зворотну напругу прийняти рівною робочій зворотній напрузі.
При виконанні розрахунку, так як і в попередньому випадку, вважати, що величиною, яка залежить від температури, є ni.
3.4 Розрахунок перехідного процесу
Розрахунок перехідного процесу виконується для схеми на рис. 3.1. На діод разом з опором навантаження R діє напруга джерела, що в деякий момент часу стрибкам змінює полярність. Зміна напруги джерела і струму діоду з часом зображена на рис. 3.2. Викид зворотного струму при переключенні полярності напруги називається «ефект накопичування» і пов’язаний з розрядом дифузійної ємності переходу (тобто з накопичуванням заряду інжектуємих та основних носіїв в базі діоду).
Рисунок 3.1 − Схема для розрахунку перехідного процесу
Еквівалентна схема для розрахунку перехідного процесу представлена на рис. 3.3. Літерою П позначена активна провідність р-n-переходу. Так як опір бази малий у порівнянні з опором навантаження, він не враховується.
Рисунок 3.2 − Графіки зміни напруги джерела та струму діоду з часом
Рисунок 3.3 − Еквівалентна схема для розрахунку перехідного процесу
При вирішенні задачі вважати, що зміні полярності напруги джерела відповідає момент часу t=0. Розрахунок виконати за умови, що Е(0)=Uзв, де Uзв − робоча зворотна напруга діоду. Опір навантаження вибрати таким чином, щоб до моменту переключення через діод протікав струм, рівний максимальному прямому струму діоду Im.
Зміна напруги переходу з часом описується диференціальним співвідношенням:
. (3.17)
Ємнісний струм діоду дорівнює різниці повного та активного струмів переходу:
. (3.18)
Повний струм діоду, в свою чергу, зв’язаний з падінням напруги на навантаженні R:
. (3.19)
Активна складова струму переходу описується діодною формулою:
. (3.20)
Зі співвідношень 3.17−3.20 одержуємо диференціальне рівняння для Uj:
. (3.21)
Ємність р-n-переходу складається з дифузійної та бар’єрної. Основну роль в перехідному процесі відіграє дифузійна ємність. В той же час бар’єрна ємність проявляє незначний вплив на тривалість і характер перехідного процесу. В зв’язку з цим залежність бар’єрної ємності від напруги переходу при розрахунку перехідного процесу можна не враховувати, вважаючи її постійною та рівною Cб0. Тоді ємність переходу буде дорівнювати:
або .
Використовуючи формулу 3.20, одержуємо:
. (3.22)
Якщо підставити формулу 3.22 у 3.21, одержимо остаточне рівняння для Uj(t):
. (3.23)
При рішенні останнього рівняння необхідно знати початкове значення напруги переходу Uj, що відповідає t=0. Цю напругу можна знайти за значенням струму I0, що протікає до переключення:
. (3.24)
Значення I0 вибираємо рівним максимальному струму діода Im. Вирішивши диференційне рівняння 3.23 і отримавши залежність Uj(t), знаходимо залежність струму діоду від часу:
. (3.25)
Результати розрахунку перехідного процесу пропонується оформити у вигляді таблиці і графіка, визначити час відновлення зворотного опору діоду tвідн:
, (3.26)
де − амплітудне значення зворотного струму (рис. 3.2).
Для порівняння зробити розрахунок часу відновлення за спрощеною методикою за формулою:
. (3.27)
В заключній частині зробити висновок про те, що фізичні чинники в основному визначають тривалість процесу переключення діоду.
4 БІПОЛЯРНИЙ ТРАНЗИСТОР
4.1 Вихідні дані і результати розрахунків
Вихідними даними для розрахунку параметрів і характеристик транзистора є:
В результаті розрахунків повинні бути знайдені наступні параметри:
Разом з цим повинні бути розраховані енергетична діаграма і наступні характеристики транзистора:
Відомості про фізику біполярного транзистора, його параметри і режим роботи можна отримати з 7.10.
4.2 Розрахунок параметрів
4.2.1 Коефіцієнт передачі струму в схемі з загальною базою пов’язаний з внутрішніми параметрами транзистора співвідношенням:
, (4.1)
де γ − коефіцієнт інжекції емітера;
β* – коефіцієнт переносу;
М – коефіцієнт лавинного множення колекторного переходу.
В даній курсовій роботі пропонується розрахунок початкового коефіцієнта передачі, що відповідає малим напругам колекторного переходу. В цьому випадку можливо припустити М=1, тоді вираз для α спрощується:
. (4.2)
Коефіцієнт інжекції емітера пов’язаний з фізичними параметрами фізичної структури співвідношенням:
. (4.3)
Коефіцієнт переносу розраховується за формулою:
. (4.4)
В наведених формулах μе, μб, Lе, Lб – відповідно рухливості і дифузійні довжини неосновних носіїв заряду у відповідних областях кристалу; w0 – початкова (металургійна) товщина бази (wб).
Коефіцієнт підсилення транзистора в схемі з загальним емітером пов’язаний з величиною α простим співвідношенням:
. (4.5)
4.2.2 Робоча напруга колекторного переходу розраховується за правилом:
, (4.6)
де множник 0,7 виконує роль коефіцієнта запасу;
Uкm – максимальна зворотна напруга колекторного переходу, тому зворотному зміщенню колекторного переходу відповідає позитивне значення Uкm;
Uпрок –напруга проколу транзистора, що розраховується як і для діоду:
. (4.7)
Максимальна напруга колекторного переходу знаходиться з умови:
, (4.8)
тобто Uкm представляє собою напругу, при якій коефіцієнт передачі стає рівним одиниці. Якщо підставити в формулу (4.8) формулу (4.1), отримаємо
. (4.9)
Залежність величин β* і γ від Uк пов’язана зі зміною ефективної товщини базової області при зміні Uк.
Якщо підставити у вираз (4.9) наступну залежність М(Uк):
, (4.10)
отримаємо наступне рівняння:
. (4.11)
Для того, щоб вирішити рівняння (4.11), необхідно залежності β*(Uкm) і γ(Uкm) уявити в явній формі. Для цього запишемо вирази для β* і γ (формули (4.3), (4.4)), однак замість початкової товщини бази w0 використаємо ефективну товщину бази w:
, (4.12)
. (4.13)
Ефективна товщина бази дорівнює початковій за винятком товщини базової частини збідненого шару колекторного переходу lб:
, (4.14)
Якщо підставити для lб наступну залежність від напруги, прикладеної до колекторного переходу:
, (4.15)
отримаємо
, (4.16)
де стала D дорівнює:
. (4.17)
Вирази (4.12), (4.13), (4.16) дозволяють уявити залежності β*(Uкm) і γ(Uкm) в явній формі. Рівняння (4.11) вирішується чисельними засобами.
4.2.3 Струм спокою транзистора представляє собою струм транзистора при відключеній базі:
, (4.18)
де − зворотний струм колекторного переходу, знайдений без урахування впливу емітерного переходу. Цей струм складається з трьох складових:
, (4.19)
де − струм насичення, відповідний центральній частині колекторного переходу, що лежить безпосередньо під емітером; знаходиться за формулою
; (4.20)
− струм насичення периферійної частини колекторного переходу
, (4.21)
де при he+w ≤ Lб,
або при he+w > Lб;
Ig − генераційний струм колекторного переходу
, (4.22)
де L − товщина колекторного переходу при робочій напрузі колекторного переходу Uкр.
4.2.4 Максимальний струм колектора розраховується з умови рівності потужності, що виділяється, потужності, що відводиться:
, (4.23)
де Тjm − максимально допустима температура кристалу, що приймається рівною для кремнію 418 К, а для германію − 358 К;
Тк − температура зовнішньої поверхні корпусу, що приймається рівною 300 К;
RT − тепловий опір корпусу транзистора.
З формули (4.23) одержуємо робочу формулу для розрахунку:
. (4.24)
4.3 Розрахунок енергетичної діаграми
Порядок розрахунку енергетичної діаграми (рис. 4.1) розглянемо на прикладі транзистора типу р-n-р. Положення рівня Фермі відносно середини забороненої зони кожної з трьох областей транзистора визначається величинами:
(4.25)
Ці величини розраховуються за формулами:
(4.25)
Зміщення рівня Фермі для емітерного і колекторного переходів позначимо:
(4.27)
Рисунок 4.1 − Енергетична діаграма транзистора
Розрахунок енергетичної діаграми виконується для робочого (активного) режиму транзистора. Розглянемо спочатку методику розрахунку зміщення рівня Фермі емітерного переходу:
. (4.28)
Тому задача зводиться до обчислення напруги емітера Ue при проходженні через транзистор максимального струму. Зміщення Ue можна зв’язати з концентрацією дірок на границі емітерного переходу з боку бази:
, (4.29)
де концентрація дірок рбе, в свою чергу, пов’язана зі струмом емітера:
. (4.30)
Так як в робочому (активному) режимі коефіцієнт передачі струму транзистора близький до одиниці, струм емітера в останній формулі можна замінити струмом колектора:
. (4.31)
Формули (4.31) і (4.29) дозволяють виконати розрахунок величини Ue, а після цього ∆ЕFK.
Зміщення рівня Фермі колекторного переходу розраховується за формулою:
. (4.32)
В якості Uк слід використати робочу напругу колекторного переходу.
Товщини емітерного і колекторного переходів знаходяться за формулами, наведеними в п. 2.7.
Розрахована енергетична діаграма повинна бути виконана на міліметрівці.
4.4 Малосигнальні параметри
4.4.1 Розрахунок параметрів Т-подібна еквівалентної схеми.
Т-подібна еквівалентна схема транзистора, яка використовується для розрахунків електронних схем в режимі малого сигналу, показана на рис. 4.2. Еквівалентна схема побудована з 6 двополюсних елементів і її властивості визначаються шістьма параметрами: re, rк, rб, Ce, Ск, α.
Рисунок 4.2 − Т-подібна малосигнальна еквівалентна схема транзистора
Коефіцієнт передачі α є параметром генератора струму Г:
, (4.33)
де Iae − активна змінна складова з емітерного струму.
Опір емітера розраховується за відомою формулою для диференційного опору р-n-переходу:
, (4.34)
де Ie − постійна складова емітера, що визначає робочу точку транзистора.
Опір колектора транзистора визначається ефектом Ерлі (модуляція ефективної товщини бази при зміні напруги колекторного переходу). З урахуванням цього
. (4.35)
Величини Ie, Uк визначають режим роботи транзистора. При розрахунку малосигнальних параметрів рекомендується вибрати наступний режим:
, .
Опір бази визначається геометрією базової області і її питомим опором. Для транзистора, який має аксіальну геометрію, опір бази можна розрахувати за формулою:
. (4.36)
Геометричні параметри представлені на рис. 4.3.
Рисунок 4.3 − Геометрія транзистора
Ємність емітерного переходу Се має дифузійний характер і може бути обчислена за формулою:
, (4.37)
де τn − час прольоту неосновного носія через базу. Якщо база транзистора однорідна, тоді
. (4.38)
Бар’єрна ємність емітерного переходу при роботі транзистора в активному режимі надзвичайно мала і може не враховуватися.
Ємність колекторного переходу включає в себе дві складові: бар’єрну ємність переходу й особливий різновид дифузійної ємності, зв’язаний з впливом напруги колекторного переходу (через його товщину) на кількість неосновних носіїв заряду в базі:
, (4.39)
де , (4.40)
. (4.41)
4.4.2 Параметри транзистора як чотирьохполюсника
Розглянемо методику розрахунку r-, h-параметрів транзистора для схем з загальним емітером. Можна показати, що чотирьохполюсникові параметри зв’язані з параметрами Т-образної еквівалентної схеми співвідношенням:
(4.42)
Індекс «е» вказує, що r-параметри відносяться до схеми з загальним емітером.
h-параметри зв’язані з r-параметрами транзистора (для будь-якої схеми включення) наступними співвідношеннями:
(4.43)
4.5 Частотні параметри транзистора
Частотні параметри розраховують за формулами:
, (4.44)
, (4.45)
; (4.46)
. (4.45)
4.6 Розрахунок характеристик і залежностей
4.6.1 Розрахунок залежності коефіцієнта підсилення транзистора від напруги колектора.
На першому етапі розраховується залежність коефіцієнта передачі від напруги на колекторному переході з урахуванням залежностей М(Uк), β*(Uк), γ(Uк):
. (4.48)
Розрахунок виконується в інтервалі напруг Uк=0..Uкm в 10 точках.
На другому етапі розраховується залежність коефіцієнта підсилення транзистора від напруги колекторного переходу:
. (4.49)
4.6.2 Розрахунок впливу ступеня легування вихідного кристалу на коефіцієнт підсилення.
Розрахунок виконується також, як і в попередньому випадку в два етапи: спочатку розраховується залежність α(Nб), після цього β(Nб). Розрахунок коефіцієнта передачі α виконується без врахування лавиноутворення в колекторному переході, тобто слід припустити, що М=1. При виконанні розрахунків необхідно врахувати вплив ступеня легування бази на рухливість і коефіцієнт дифузії носіїв заряду. Розрахунок виконати в 10 точках. Інтервал концентрації Nб вказується в додаткових вихідних даних.
4.6.3 Розрахунок впливу ступеня легування вихідного кристалу на максимальну напругу колекторного переходу.
Максимальна напруга колекторного переходу, при якому стає рівним одиниці, розраховується за методикою, описаною в п. 4.2.2. Розрахунок виконується для 10 значень Nб в межах заданого інтервалу.
4.6.4 Розрахунок вихідної характеристики транзистора виконується за схемою з ЗЕ. Для цього можна скористуватися моделлю Еберса-Молла, що представлена на рис. 4.4 та відображає властивості транзистора в режимі постійного струму. Для розрахунку імпульсних властивостей транзистора в еквівалентній схемі необхідно врахувати ємності обох переходів транзистора.
Рисунок 4.4 − Еквівалентна схема Еберса-Молла
Елементи Пе і Пк еквівалентної схеми відображають власні струми переходів транзистора, генератори струму Ге, Гк враховують взаємний вплив струмів переходів один на одного. На відзнаку від малосигнальної схеми, що відображає роботу транзистора в активному режимі, модель Еберса-Мола описує роботу транзистора в будь-якому з 4 можливих режимів роботи (активний, інверсний, режим насичення і режим відсічки).
Властивості елементів Пе і Пк описуються рівняннями:
, (4.50)
. (4.51)
Струми генераторів Ге, Гк описуються рівняннями:
, (4.52)
. (4.53)
Параметрами моделі Еберса-Молла є величини Ise, Isк, αN, α1, Rб. Струми насичення переходів розраховуються за формулами:
, (4.54)
. (4.55)
Коефіцієнт передачі транзистора в активному режимі αN розраховується з урахуванням ефекту Ерлі на основі співвідношення:
. (4.56)
Якщо підставити сюди вирази для β*, γ, М, отримаємо:
, (4.57)
де ; . (4.58)
Ефективна товщина бази w залежить від напруги переходу Uк:
, (4.59)
де Uк=0.
Інверсний коефіцієнт передачі обчислюється за формулою:
, (4.60)
де αN0 − значення прямого коефіцієнта передачі αN.
Опір бази Rб можна обчислити за формулою:
. (4.61)
Остання формула враховує тільки опір активної частини бази і отримана для транзистора, що має аксіальну геометрію.
Розглянемо висновок рівнянь для розрахунку вихідних характеристик транзистора. З еквівалентної схеми і рівнянь двополюсника випливають наступні співвідношення:
(4.62)
Якщо знайти Ie з третього рівняння й об’єднати з другим, отримаємо:
(4.63)
Позбавимося величини Ie:
(4.64)
Якщо підставити вирази для власних струмів переходів і позбавитися Uк, отримаємо рівняння для Ue:
(4.65)
Після того, як Ue знайдена, можна визначити струм колектора:
(4.66)
При вирішенні цього рівняння слід врахувати залежність αN(Uк).
Рівняння рекомендується вирішувати на ЕОМ. Розрахунок вихідних характеристик виконується для заданого інтервалу зміни Uек в 10 точках. Значення базового струму рекомендується вибирати таким чином, щоб при робочій напрузі Uек забезпечувався струм колектора, рівний половині максимального струму колектора.
5 ТИРИСТОР
5.1 Вихідні дані і результати розрахунків
Вихідними даними для виконання розрахунків є:
В результаті розрахунків повинні бути знайдені наступні параметри:
Разом з означеними параметрами повинні бути розраховані характеристики:
5.2 Розрахунок параметрів і характеристик тиристора
5.2.1 Струми насичення переходів.
Розрахунок параметрів і характеристик тиристора розглянемо на прикладі тиристора, що має p-n-p-n-структуру з керуючим виводом від р-області (рис. 5.1). Будемо вважати, що в цьому тиристорі використовується шунтування емітера. При виконанні розрахунків припускається, що всі області тиристорної структури є однаковими.
Рисунок 5.1 − Структура керуємого тиристора
Технологія тиристора звичайно будується таким чином, що обидві р-області формуються одночасно шляхом дифузії домішки з обох сторін напівпровідниковою пластини. Отже переходи 1 і 2 мають однакові характеристики.
Струм насичення переходу 1:
. (5.1)
Цифрові індекси вказують, що відповідні величини відносяться до області кристалу, що розташовані між переходами 1 і 2.
Струм насичення переходу 2 співпадає зі струмом насичення переходу 1: Is1=Is2.
Струм насичення переходу 3 дорівнює:
, (5.2)
де Se=w12∙d − площа емітера, тобто площа перетину n+-області.
Часи життя для областей 2 і 3 пов’язані співвідношенням:
. (5.3)
Розрахунок струмів насичення виконується для температури кристалу, що дорівнює заданій температурі корпусу приладу.
5.2.2 Коефіцієнт передачі.
Через ідентичність переходів 1 і 2 і однорідність товстої бази прямий та інверсний коефіцієнти передачі α12 і α21 співпадають. Якщо лавиноутворення в переходах не враховувати, тоді
. (5.4)
Концентрація домішкових атомів в області 23 завжди на декілька порядків вища, ніж в області 12. В результаті цього коефіцієнт інжекції γ2 виявляється близьким до одиниці і не виявляє помітного впливу на α12. Коефіцієнт переносу , в свою чергу, може бути розрахований за формулою:
,
де sch x – гіперболічний секанс (sch x=1/ch x=2/(ex+e–x)).
Отже, з (5.4) отримуємо:
. (5.5)
Для області 23 аналогічним чином отримуємо:
. (5.6)
5.2.3 Опір шунтування.
Для забезпечення тривалої роботи тиристора використовується шунтування емітерного переходу 3. В нашому випадку емітер ний перехід шунтується областями з р-типом провідності (рис. 5.1). Опір шунтування можливо розрахувати наступним чином:
, (5.7)
де Sш − площа шунтованих областей, що знаходиться за формулою
, (5.8)
де rш − радіус шунтуючої області;
mш − кількість шунтуючих областей;
ρ23 − питомий опір шару 23.
5.2.4 Робоча напруга тиристора.
Робоча напруга закритого тиристора визначається з умови:
,
де Uл2 − напруга лавинного пробою переходу 2;
0,6 має сенс коефіцієнта запасу.
5.2.5 Струм включення.
Розрахунок основних параметрів тиристора виконується за допомогою еквівалентної схеми, що представлена на рис. 5.2. Елементи П1, П2, П3 еквівалентної схеми враховують власні струми р-n-переходів.
Рисунок 5.2 − Еквівалентна схема тиристора
Для опису залежності власного струму переходу з номером m від напруги може бути використана діодна формула:
. (5.9)
Генератори струму Г12, Г21, Г23 враховують взаємодію р-n-переходів, тобто взаємний вплив їхніх струмів в результаті переносу носіїв зарядів через базові області. Властивості генераторів струму описуються формулами:
(5.10)
Розглянемо роботу тиристора за відсутності керуючого струму. В цьому випадку з еквівалентної схеми і рівнянь її елементів одержуємо:
(5.11)
Знаходячи Ij1 з першого рівняння, підставляючи його в друге і враховуючи, що α12=α21, отримуємо:
. (5.12)
Можна показати, що система рівнянь (5.11) має рішення лише за умови: Ij2»Is2, причому рівність Ij2=─Is2 якраз відповідає моменту виключення тиристора. Підставив замість Ij2 величину ─Is2, отримаємо рівняння, що описує стан тиристора в момент включення:
. (5.13)
Отримане рівняння можна спростити, використовуючи виняткову малість величини Is2 у порівнянні зі струмами Ij3 і Ia. Вважаючи Is2=0, одержуємо:
. (5.14)
Якщо підставити сюди величину Ia з третього рівняння системи (5.11), одержимо:
, (5.15)
де . (5.16)
Напруга U3, що задовольнить рівнянню (5.14), відповідає моменту включення тиристора (тобто це мінімальна напруга включення тиристора). Позначимо її через . Вирішивши рівняння (5.15) і знайшовши , можна знайти струм включення тиристора:
. (5.17)
Відзначимо, що рівняння (5.15) є трансцендентним і може бути вирішене тільки числовими засобами.
5.2.6 Струм закритого тиристора.
Розглянемо роботу закритого тиристора при впливі на нього робочої напруги Uроб. У цьому випадку колекторний перехід 2 буде зворотнозміщений, а переходи 1 і 2 будуть знаходитися під впливом додатної напруги. Практично вся прикладена напруга буде падати на переході 2, тому можна вважати, що U2=─Uроб.
Зворотний струм переходу 2 розраховується з урахуванням генераційної компоненти:
, (5.18)
де стала . (5.19)
Формули (5.18) і (5.19) дозволяють розрахувати струм переходу 2. Але повний струм тиристора буде включати ще струми генераторів Г21, Г23. Струм генератора Г12 буде дуже малий, тобто перехід 2 зворотнозміщений і не виробляє інжекцію носіїв заряду.
Якщо з еквівалентної схеми викинути генератор струму Г12, отримаємо Ia=Ij1. З урахуванням останнього з другого і третього рівнянь системи (5.11) отримаємо рівність:
. (5.20)
Якщо виразити струм Ij3 через напругу U3, одержимо рівняння для U3:
. (5.21)
Вирішивши це рівняння відносно U3, можна знайти необхідний струм закритого тиристора:
. (5.22)
При розрахунку Iзакр всі електрофізичні параметри повинні бути визначені для максимально допустимої температури кристалу 413 К.
Відзначимо, що рівняння (5.17) є трансцендентним і може вирішуватися лише чисельними засобами.
5.2.7 Вольт-амперна характеристика відкритого тиристора.
Відправною точкою для розрахунку ВАХ відкритого тиристора служить система рівнянь (5.11). Будемо вважати, що струм аноду заданий і необхідно визначити падіння напруги на тиристорі. Напругу переходу 3 виразимо через струм:
. (5.23)
Використовуючи третє рівняння системи (5.11), одержуємо:
. (5.24)
Отримане рівняння дасть можливість визначити струм переходу 3 Ij3. Після цього послідовно знаходимо струми переходів 2 і 1:
; (5.25)
. (5.26)
Далі знаходимо напруги переходів 1 і 2:
; (5.27)
. (5.28)
Напругу U3 знаходимо за допомогою формули (5.23). Тоді повна напруга тиристора:
. (5.29)
5.2.8 Максимальний прямий струм відкритого тиристора.
Максимальний струм тиристора знаходиться з умови, що при протіканні струму теплова потужність, яка виділяється, нагріває кристал до максимально допустимої температури Тjm=417 K.
Потужність, що виділяється в тиристорі:
.
Потужність, що віддається в навколишнє середовище, визначається температурою кристалу і тепловим опором корпусу:
.
Умовою теплового балансу є рівність:
або . (5.30)
Вирішивши останнє рівняння відносно I, отримаємо максимальний струм тиристора. Залежність U(I) розраховується за методикою, викладеною в п. 5.2.7.
5.2.9 Максимальна напруга відкритого тиристора.
UF розраховується за методикою, викладеною в п. 5.2.7 для максимального струму відкритого тиристора.
5.2.10 Робоча напруга закритого тиристора знаходиться зі співвідношення:
,
де Uл2 − напруга лавинного пробою переходу 2.
5.2.11 Струм закритого тиристора.
Розглянемо роботу закритого тиристора при впливі на нього деякої робочої напруги. В цьому випадку перехід 2 знаходиться під впливом великої негативної напруги і через нього протікає деякий зворотний струм. Переніс носіїв заряду від переходу 2 до переходу 1 не грає помітної ролі і генератор Г12 струму в еквівалентній схемі тиристора можна не враховувати.
Повна напруга тиристора:
. (5.31)
Падіння напруги на прямо зміщених переходах 1 і 2 малі у порівнянні з падінням на зворотнозміщеному переході 3, тому можна вважати, що
,
де Up − робоча напруга тиристора, розрахована раніше.
При розрахунку зворотного струму переходу 2 необхідно поряд з об’ємним струмом врахувати генерацій ний струм збідненого шару. В цьому випадку струм переходу 2:
, (5.32)
де . (5.33)
Останні формули дозволяють визначити власний струм переходу 2. Але повний струм переходу буде включати ще струми генераторів Г21, Г23.
Викинувши з еквівалентної схеми генератор Г12, замість першого рівняння системи (5.11) отримаємо рівність:
. (5.34)
Використовуючи останнє рівняння, з системи (5.11) можна отримати наступне:
. (5.35)
Якщо підставити замість U3 вираз (5.23), отримаємо рівняння для Tj3:
. (5.36)
Знайшовши Ij3, можна обчислити струм закритого тиристора Ia0:
. (5.37)
5.2.12 Розрахунок ВАХ тиристора (пряма гілка).
Система керування тиристора з урахуванням генерації носіїв заряду в збідненому шарі переходу 2 має вигляд:
; (5.38)
; (5.39)
. (5.40)
де Ig2 − додатковий струм переходу 2, пов’язаний з генерацією в збідненому шарі і з лавиноутворенням.
Будемо вважати струм аноду заданим. Прослідкуємо алгоритм розрахунку напруги тиристора.
Розраховуємо величини Ij3, U3 для рівняння (5.40). Для того, щоб зробити другий крок алгоритму, знайдемо Ij1 з формули (5.38) і підставимо в (5.39). Після перетворення одержуємо рівність:
, (5.41)
де . (5.42)
Відзначимо, що струми Ij2, Ig2 можуть бути або обидва додатними (при U2>0), або обидва від’ємними (при U2<0). Отже, за знаком величини I2 можна судити про знак зміщення переходу 2.
Далі врахуємо наступні обставини. Якщо розрахунок величини I2 за формулою (5.41) дасть I2>0, це означає додатне зміщення переходу 2. В такому випадку немає необхідності враховувати генерацій ний струм переходу 2 і з формули (5.42) одержуємо:
. (5.43)
Тут враховується, що в нашому випадку α12=α21.
Якщо розрахунок за формулою (5.41) дасть I2<0, що означає від’ємне зміщення переходу 2, тоді, навпаки, в формулі (5.42) немає необхідності враховувати Ij2 і, отже, I2=Ig2.
Генерацій ний струм, в свою чергу, з урахуванням лавиноутворення має вид:
. (5.44)
Останні дві рівності дозволяють отримати рівняння для U2:
. (5.45)
Відзначимо також, що, якщо для заданого Iа отримане I2<0, немає сенсу враховувати вклад генератора Г12, тому що зворотнозміщений перехід 2 в цьому випадку не здійснює інжекцію. Тоді, вважаючи α12=0, замість (5.38) отримуємо рівність
; (5.46)
На основі наведених міркувань одержуємо наступний алгоритм розрахунку ВАХ тиристора:
, . (5.47)
. (5.48)
Розрахунок прямої гілки ВАХ виконати окремо для ділянок відкритого (в діапазоні зміни струму Iа від 0 до Im) і закритого (в діапазоні зміни струму Iа від 0 до Iвикл) станів.
5.2.13 Розрахунок зворотної гілки ВАХ.
Будемо вважати, що на тиристор діє зворотна напруга, значення якої набагато більше, ніж падіння напруги на прямозміщеному переході 2. Внесок в повну напругу тиристора напруги U3 також незначний, тому що вона дорівнює падінню напруги на опорі шунтування Rш при проходженні через нього зворотного струму тиристора. Отже, можна вважати, що U=U1. Внесок величин U2 і U3 приводить до неправильних результатів лише на початковій ділянці зворотної гілки ВАХ, при напругах порядку 1 В.
Запишемо систему рівнянь тиристора за умови, що U<0. В зворотнозміщених переходах 1 і 3 не відбувається інжекція неосновних носіїв, тому генератори Г21, Г23 з еквівалентної схеми можна виключити. Через те, що перехід 3 шунтується низькоомним опором Rш, елемент П3 також можна опустити. Для переходу 1 необхідно врахувати генерацій ний струм і лавиноутворення, в той же час власний струм Ij1 виявляється дуже малим, і їм також можна знехтувати.
З урахуванням висловлених зауважень одержуємо:
(5.49)
З перших двох рівнянь одержуємо:
. (5.50)
Генерацій ний струм переходу 1 з урахуванням лавиноутворення
. (5.51)
Введемо зворотну напругу тиристора Uзв=─U. Використовуючи останні дві рівності, одержуємо:
. (5.52)
Додаток А
Вихідні параметри випрямляючого діоду
|
Варіант |
Вихідні параметри |
|||||||
|
D, мм |
H, мм |
wе,, мм |
Nб, см-31014 |
Nе, см-31014 |
б, мкс |
е, мкс |
Rт, К/Вт |
|
|
|
1,7 |
0,2 |
0,05 |
40 |
5 |
35 |
8 |
10 |
|
|
2,5 |
0,24 |
0,1 |
4 |
10 |
40 |
6 |
15 |
|
|
2,3 |
0,24 |
0,08 |
10 |
0,8 |
30 |
8 |
7 |
|
|
2 |
0,22 |
0,05 |
9 |
0,5 |
50 |
6 |
12 |
|
|
5 |
0,28 |
0,09 |
100 |
4 |
25 |
8 |
11 |
|
|
3,2 |
0,25 |
0,07 |
1 |
0,3 |
40 |
7 |
9 |
|
|
4 |
0,33 |
0,12 |
80 |
6 |
30 |
9 |
8 |
|
|
2 |
0,18 |
0,07 |
9 |
0,9 |
55 |
5 |
7 |
|
|
2,2 |
0,3 |
0,08 |
3 |
0,8 |
35 |
6 |
6 |
|
|
1,8 |
0,23 |
0,07 |
20 |
3 |
15 |
6 |
10 |
|
|
3 |
0,27 |
0,1 |
60 |
5 |
28 |
5 |
12 |
|
|
2,7 |
0,26 |
0,07 |
7 |
100 |
20 |
7 |
10 |
|
|
2,5 |
0,27 |
0,09 |
50 |
1 |
40 |
4 |
8 |
|
|
4,2 |
0,36 |
0,13 |
10 |
0,5 |
25 |
8 |
4 |
|
|
1,8 |
0,22 |
0,08 |
8 |
4 |
15 |
6 |
12 |
|
|
2,9 |
0,23 |
0,08 |
2 |
2 |
43 |
6 |
10 |
|
|
1,8 |
0,2 |
0,06 |
10 |
0,2 |
20 |
4 |
8 |
|
|
3,1 |
0,26 |
0,08 |
30 |
5 |
30 |
5 |
10 |
Додаток Б
Вихідні параметри біполярного транзистора
|
Матеріал |
Структура |
Rт, К/Вт |
к, мкс |
б, мкс |
е, мкс |
Nк, см-3 1014 |
Nб, см-3 1014 |
Nе, см-3 1014 |
wк, мкм |
wб, мкм |
wе, мкм |
dк, мм |
dб, мм |
dе, мм |
№ варіанту |
Ge |
p-n-p |
35 |
5 |
10 |
1 |
50 |
30 |
10 |
120 |
40 |
40 |
3,6 |
3,3 |
4 |
|
|
Si |
n-p-n |
15 |
15 |
6 |
3 |
8 |
5 |
2 |
70 |
10 |
20 |
1,3 |
1 |
1,5 |
|
|
Si |
n-p-n |
20 |
12 |
8 |
5 |
60 |
40 |
20 |
70 |
15 |
15 |
2,2 |
1,9 |
2,6 |
|
|
Si |
n-p-n |
22 |
15 |
9 |
2 |
9 |
1 |
3 |
70 |
20 |
10 |
2,5 |
2,2 |
3 |
|
|
Ge |
p-n-p |
26 |
6 |
12 |
6 |
3 |
5 |
1 |
120 |
50 |
30 |
3,5 |
3,2 |
4 |
|
|
Si |
n-p-n |
15 |
12 |
7 |
8 |
10 |
3 |
6 |
70 |
20 |
10 |
1,5 |
1,3 |
1,8 |
|
|
Si |
n-p-n |
20 |
11 |
6,5 |
7,5 |
6 |
1 |
0,9 |
80 |
10 |
10 |
2,7 |
2,4 |
3,1 |
|
|
Ge |
p-n-p |
22 |
8 |
10 |
6,5 |
8 |
10 |
3 |
120 |
20 |
60 |
2,9 |
2,5 |
3,3 |
|
|
Si |
n-p-n |
18 |
12 |
6,5 |
3,5 |
20 |
5 |
5 |
65 |
20 |
15 |
1,9 |
1,7 |
2,1 |
|
|
Ge |
p-n-p |
24 |
8 |
15 |
6 |
7 |
6 |
5 |
140 |
30 |
30 |
3 |
2,7 |
3,5 |
|
|
Si |
n-p-n |
12 |
10 |
8 |
5 |
9 |
2 |
8 |
40 |
30 |
30 |
1,4 |
1,2 |
1 |
|
|
Si |
n-p-n |
18 |
12 |
6,5 |
4 |
10 |
3 |
6 |
50 |
30 |
20 |
1,5 |
1,3 |
1,9 |
|
|
Ge |
p-n-p |
21 |
5,5 |
8,5 |
3,5 |
9 |
4 |
3 |
150 |
25 |
25 |
2,3 |
2 |
2,7 |
|
|
Si |
n-p-n |
17 |
12 |
8,5 |
6 |
7 |
2 |
4 |
55 |
20 |
25 |
1,6 |
1,4 |
1,8 |
|
|
Si |
n-p-n |
26 |
12 |
9 |
6 |
9 |
1 |
3 |
60 |
30 |
10 |
3 |
2,7 |
3,3 |
|
|
Ge |
p-n-p |
18 |
9 |
12 |
7 |
6 |
5 |
7 |
120 |
40 |
40 |
2 |
1,7 |
2,2 |
|
|
Ge |
p-n-p |
16 |
8 |
11 |
5 |
2 |
1 |
2 |
135 |
30 |
35 |
1,8 |
1,5 |
2,2 |
|
|
Si |
n-p-n |
15 |
12 |
8 |
4 |
50 |
10 |
10 |
60 |
10 |
30 |
2,2 |
2 |
2,5 |
|
Додаток В
Вихідні параметри кремнієвого тиристора
|
№ варіанта |
Тк, К |
Rт, К/Вт |
34, мкс |
23, мкс |
12, мкс |
01, мкс |
N34, см-3 |
N23, см-3 |
N12, см-3 |
N01, см-3 |
d, мкм |
w01, мкм |
w12, мкм |
w23, мкм |
w34, мкм |
mш, шт |
rш, мкм |
|
1 |
300 |
2,5 |
2 |
3 |
11 |
8 |
6∙1019 |
3∙1017 |
2∙1014 |
2∙1017 |
5 |
50 |
100 |
50 |
20 |
25 |
25 |
|
2 |
320 |
1,8 |
1 |
2 |
9 |
6 |
5∙1019 |
2∙1018 |
6∙1014 |
2∙1018 |
8 |
60 |
80 |
60 |
20 |
20 |
50 |
|
3 |
300 |
3,6 |
1 |
3 |
9,5 |
7 |
1∙1019 |
6∙1017 |
1∙1015 |
6∙1017 |
11 |
60 |
130 |
60 |
35 |
30 |
25 |
|
4 |
300 |
4,0 |
0,5 |
2 |
8 |
5 |
1∙1019 |
1∙1018 |
5∙1014 |
1∙1018 |
15 |
75 |
150 |
75 |
30 |
40 |
40 |
|
5 |
310 |
8,5 |
2 |
5 |
22 |
10 |
9∙1019 |
9∙1016 |
6∙1014 |
9∙1019 |
9 |
55 |
90 |
55 |
35 |
20 |
30 |
|
6 |
360 |
0,75 |
3 |
4,5 |
12 |
8 |
4∙1019 |
2∙1017 |
1∙1015 |
2∙1017 |
6 |
45 |
110 |
45 |
15 |
15 |
30 |
|
7 |
350 |
6,2 |
3 |
5,5 |
14 |
7 |
9∙1019 |
9∙1016 |
2∙1014 |
2∙1016 |
10 |
70 |
110 |
70 |
40 |
10 |
28 |
|
8 |
340 |
5,8 |
1 |
3 |
13 |
9 |
1∙1019 |
4∙1016 |
1∙1015 |
4∙1017 |
7 |
75 |
100 |
50 |
30 |
20 |
30 |
|
9 |
330 |
3,3 |
2 |
4 |
7 |
5 |
5∙1019 |
1∙1017 |
6∙1014 |
1∙1017 |
9 |
80 |
120 |
60 |
35 |
22 |
35 |
|
10 |
340 |
6,0 |
3 |
5 |
9 |
6 |
9∙1019 |
8∙1016 |
3∙1014 |
8∙1016 |
4,4 |
70 |
100 |
50 |
30 |
30 |
35 |
ПЕРЕЛІК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ