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
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Рязанский государственный радиотехнический университет"
Кафедра систем автоматизированного проектирования
вычислительных средств
Лабораторная работа №3
РАСЧЕТ НЕКОТОРЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ РАЗМЕРОВ И ПАРАМЕТРОВ ПЛОСКОСТНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ.
Выполнил: студент группы 046
Немов С.Б.
Проверил: доцент кафедры САПР ВС
Копейкин Ю.А.
Рассчитать транзистор с параметрами, приведенными в таблице
Таблица 1.
|
№ Варианта |
14 |
|
Uкб max, В |
20 |
|
Uкб раб, В |
12 |
|
Uэб мах, В |
5 |
|
Рк max, мВт |
2 |
|
Iк max, mA |
0,8 |
|
Iэ, мА |
1 |
|
Ск, пФ |
0,5 |
По графику Uпр(Nдк) определяем концентрацию донорных примесей на высокоомной стороне коллектора Nдк ≈ 5*1016 см-3
Удельное сопротивление коллекторного перехода:
vк=[qμn(Nдк)Nдк]-1 = [1,6*10-19*0,9*103*5*1016] = [7,2]-1 = 14 Ом/см
Это же значение vк можно найти из таблиц.
La=Xjk/ln(Nаs/Nдк) = 4*10-4/ln(1019/5*1016) = 0.75*10-4 см,
характеристическая длина в распределении доноров
Ld=(1/31/6) La = 0.75*10-4/4 = 0.18*10-4cм
Uo=qNдк*La2/(r*o) = 1,6*10-19*5*1016*0.56*10-8/(11,7*8,85*10-14) ≈ 43 B
контактная разность потенциалов
φк= φтln(Nдк/ni)2=0,026*ln(5*1016/1010)2 = 0,76 B
Аналогично находим φэ:
Nдэ = 3*1017cм-3 при Uэбо=2Uэбmax=10 B;
φэ =φт*ln(Nдэ/ni)2=0,026 ln(3*1017/1010)2 = 0,79 B;
∆Хкб=Laln[1+(1+2*((φк+Ukbmax)/Uo))1/2]=
= 0.75*10-4*ln[1+(1+2*((0.76+20)/43))1/2]=0.65*10-4 см;
∆Хкк= La[1+(1+2*((φк+Ukbmax)/Uo))1/2]-∆Хкб=
=0.75*10-4*2.4-0.65*10-4=1.15*10-4 см;
Примем Wбо=0.7*10-4 см
Примем Wк=1.5*10-4 см.
Полная толщина коллекторного слоя :
dк=Wк+Xjk=1.5*10-4+4*10-4=5.5*10-4 см
Na(Xjэ)=Nдкexp(Wбо/La)=5*1016*exp(0.7/0.75)=12.6*1016
∆Хэ=[2ro(φэ+Uэmax)/(qN(Xjэ)]1/2 =
=[2*11,7*8,85*10-14*5,79/(1,6*10-19*12.6*1016)]1/2 = 2.44*10-5см
Скорректируем Wбо:
Wбо=∆Хкб+∆Xэ=0.65*10-4+0.244*10-4≈0.9*10-4 см .
Размеры Wбо и dк позволяют выбрать по справочнику кремниевую эпитаксиальную структуру со скрытым слоем.
∆X’кб=Laln[1+(1+2*(φэ+Uкбраб)/Uo)1/2]=
=0.75*10-4*ln[1+(1+2(0,79+12)/43)1/2]=0.57*10-4 см
N’a(Xjэ)=Nдк*exp(Wбо/La)=5*1016*exp(0.9/0.75)=16.5*1016
∆ X’э=((2ro(φэ-Uэпр)/(qN(Xjэ)))1/2 =
=((2*11,7*8,85*10-14*(0,79-0,7)/(1,6*10-19*16,5*1016)))1/2=0,27*10-5 см
Wба=Wбо-∆ X’кб-∆ X’э=0,9*10-4-0,57*10-4-0,27*10-5=0,303*10-4 см
hк=Sк1/2,
где Sк- площадь коллектора.
Площадь Sк находят исходя из заданной ёмкости коллекторного перехода Ск, причём в расчетах используют 0,8 Ск:
Sк=0,8 Ск/ro*((2ro |Uкб|)/(qNдк))1/2 => Uкб =12 B
Sк=0,8*0,5*10-12/(11,7*8,85*10-14)*
*(2*11,7*8,85*10-14*12/(1,6*10-19*5*1016))1/2=2,15*10-5
hк= Sк1/2=46,4 мкм
Sэ=Iэ/ Jэкр,
где Jэкр≈(Uэкmin- φэ)/(vкdк)
где Uэкmin=Pkmax/Ikmax=2*10-3/(0,8*10-3)=2,5 B.
Jэкр≈(2,5-0,79)/(14*5,5*10-4)=222 А/см2.
Sэ=1*10-3/222=4,5*10-6 см2.
Длина эмиттера bэ=Sэ/1,5δ=4,5*10-6/(1,5*10*10-4)=0,3*10-2см≈30 мкм.
Тогда размер коллекторной области по ширине- 50 по длине 70. Площадь коллектора Sк’=70*10-4*50*10-4=3500*10-8cм2=3,5*10-5 => S’к<Sк, т.е. Ск- будет даже меньше (Cк ≈ 0,3 – 0,4 пф).
Размеры транзистора по ширине = 50 мкм+2dк=50+2*5,5=61 мкм.
по длине =70 мкм+2*5,5=81 мкм.
Dn(Xjэ)=φтμn
p- время жизни дырок в базе
γn- интегральный коэффициент инжекции.
Dn(Xjэ)-коэффициент диффузии электронов в базе на границе с эмиттером.
Оценим β такого транзистора
β≈1/(1-γn)=Dn(X”jэ)*p/(1,7*La*Ld)=
=0.026*0,9*103*10-8/(1.7*0,75*10-4*0,18*10-4)101
Рязань 2013