Реферат Научная работа включает: 33 страниц, 18 иллюстраций и 3 использованных литературных источников
| Вид материала | Реферат |
- Настоящие рекомендации следует рассматривать как потенциальную модель, ориентированную, 726.01kb.
- Реферат выпускная квалификационная работа содержит страниц машинописного текста, иллюстраций,, 20.33kb.
- Курс 3 Группа 306 Семестр 6 задание на курсовую роботу студентки кравцовой Виктории, 195.83kb.
- Реферат Перечень сокращений, условных обозначений, 101.56kb.
- Реферат Дипломная работа содержит страниц, 10 рисунков, 12 таблиц, 102 использованных, 1024.66kb.
- Реферат должен содержать сведения об объеме пояснительной записки, количестве иллюстраций,, 15.56kb.
- И дипломных работ, 105.91kb.
- Реферат дипломный проект содержит 125 страниц, 22 рисунка, 28 таблиц, 17 литературных, 92.85kb.
- Реферат дипломная работа содержит 126 страниц, 4 рисунка, 28 таблиц, 30 источников,, 65.11kb.
- Калиев Дархан Болатович Сельская потребительская кооперация рк: проблемы и перспективы, 118.81kb.
3.4Технологические разновидности биполярных транзисторов
Среди многочисленных разновидностей транзисторов наибольшее распространение получили сплавные, сплавно-диффузионные, диффузионно-планарные, мезапланарные и эпитаксиально-планарные транзисторы (рис. 1). Сплавные транзисторы (преимущественно германиевые) изготовляют по сплавной технологии получения p-n-переходов. Транзисторная структура с двумя близко расположенными p-n-переходами показана на рис. 2, а одна из наиболее распространенных конструкций сплавного транзистора - на рис. 3 (где 1 - кристалл Ge; 2 - кристаллодержатель; 3 - электрод эмиттера; 4 - электрод коллектора; 5 - базовое кольцо; 6 - корпус; 7 - основание; 8 - выводы). В сплавных транзисторах трудно сделать очень тонкую базу, поэтому они предназначены только для низких и средних частот, их могут выпускать на большие мощности, до десятков ватт. В мощных транзисторах электронно-дырочные переходы выполняют большой площади, вывод коллектора соединяется с корпусом. Основание корпуса для лучшего охлаждения изготавливают в виде массивной медной пластины, которую монтируют на теплоотводе или на шасси электронной схемы. Недостатки сплавных транзисторов - сравнительно невысокая предельная частота fa 20 МГц, значительный разброс параметров и некоторая нестабильность свойств транзистора во времени. Сплавно-диффуэионные транзисторы изготавливают сочетанием сплавной технологии с диффузионной. В этом случае наплавляемая навеска содержит как донорные (сурьма), так и акцепторные (индий) примеси. Навески размещают на исходной полупроводниковой пластине и прогревают. При сплавлении образуется эмиттерный переход. Однако при высокой температуре одновременно с процессом плавления происходит диффузия примесей из расплава в глубь кристалла. Примеси доноров и акцепторов распределяются по толщине кристалла при этом неравномерно, так как разные примеси диффундируют на разную глубину (например, диффузия сурьмы идет скорее, чем индия). В кристаллов результате образуется диффузионный базовый слой n-типа с неравномерным распределением примесей (получается «встроенное» в базу электрическое поле). Коллектором служит исходная пластинка герма-ния p-типа. Перенос неосновных носителей через базовую область осуществляется в основном дрейфом во «встроенном» электрическом полем транзисторы поэтому называют дрейфовыми. Толщина базы транзисторов .может быть уменьшена до 0,5-1 мкм. Рабочие частоты достигают 500-1000 МГц. Широкий диапазон частот является основным достоинством этой разновидности транзисторов. К недостаткам относятся низкие обратные напряжения на эмиттере из-за сильного легирования эмиттерной области, а также трудности в разработке транзисторов на высокие напряжения и большие мощности. В последние годы при изготовлении дрейфовых транзисторов широко используется метод двойной диффузии. В этом случае базовая и эмиттерная области получаются при диффузии примесей п- и p-типа в исходную пластинку полупроводника. Такие транзисторы изготавливают в виде планарных структур и меза-структур.
^ 4.Программа расчета параметров диода и транзистора
Данная программа написана на языке программирования Pascal. Суть программы состоит в том, что по вводимым данным программа, с помощью физических формул, рассчитывает параметры диода и транзистора.
^ Основные расчетные формулы:
-входное сопротивление
-коэффициент обратной связи по напряжению
-коэффициент передачи по току
-выходная проводимость^ Паспортные данные биполярного транзистора МП39:
| h21э | IК мах , мА | UКэмах ,В | UКбмах ,В | РКмах ,мВт |
| 16..60 | 20 | -15 | -20 | 150 103 |
Схемы исследования биполярного транзистора:
Результаты полученных измерений:
Семейство входных характеристик транзистора Uбэ=f(Iб) при Uкэ=const
| Uкэ=0 В | Iб,мА | 0,06 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,8 | |
| | Uбэ,В | 0,1 | 0,12 | 0,14 | 0,16 | 0,12 | |
| Uкэ=5 В | Iб,мА | 0,1 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1 |
| | Uбэ,В | 0,15 | 0,18 | 0,22 | 0,25 | 0,27 | 0,28 |
Семейство выходных характеристик транзистора Iк=f(Uкэ) при Iб=const
| Iб=0.2 мА | Uкэ, В | 0,2 | 2 | 3 | 4 | 7 | 10 |
| | Iк, мА | 1 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,9 | 1,95 |
| Iб=0.4 мА | Uкэ, В | 0,2 | 1 | 2 | 4 | 6 | 10 |
| | Iк, мА | 2,3 | 4 | 4,2 | 4,4 | 4,6 | 4,9 |
| Iб=0.56мА | Uкэ, В | 0,2 | 1 | 2 | 3 | 4 | 6 |
| | Iк, мА | 3,2 | 6,8 | 7 | 7,1 | 7,2 | 7,6 |
Семейство прямой передачи по току Iк=f(Iб) при Uкэ=const
| Uкэ=2В | Iб,мА | 0,2 | 0,4 | 0,6 |
| | Iк,мА | 1,8 | 4,2 | 7,2 |
| Uкэ=9В | Iб,мА | 0,2 | 0,4 | 0,6 |
| | Iк,мА | 2,2 | 5,2 | 9,2 |
h11э= (Uбэ’’’-Uбэ’’)/(Iб’’’-Iб’’) при Uкэ=Uкэ’’
h11э=0,125 Ом
h12э= (Uбэ’’’-Uбэ’)/(Uкэ’’-Uкэ) при Iб=Iб’’’
h12э=0,012
h22э=(Iк’’-Iк’)/(Uкэ’’-Uкэ’) при Iб=const
h22э=0,1 Cм
h21э=(Iк’’’-Iк’)/(Iб’’’-Iб’’) при Uкэ=const
h21э=17,5
^ Текст программы расчета параметров транзистора и диода.
program parametr; {программа расчета диодов, транзисторов}
uses CRT; {подключение модуля CRT}
var ch,ch1:char; {символьные переменные для определения нажатой клавиши}
i:integer;
procedure clear; {процедура очистки экрана с сохранением заголовка программы}
begin
gotoXY(1,2); {установка позиции курсора}
for i:=1 to 23 do {цикл зарисовки содержимого экрана цветом фона}
write(' ');
end;
procedure tell(xPos,yPos:byte; s:string; color:byte); {процедура, выводящая}
begin {надпись s в позиции экрана xPos,yPos цветом color}
textColor(color); {установка цвета color}
gotoXY(xPos,yPos); {установка позиции курсора}
writeln(s); {вывод надписи}
end;
procedure fiz_po_h; {расчет физ. парам. транз. по h-параметрам}
var n:byte;
y,h1,h2,h3,h4,r1,r2,r3,r4,a:real;
begin
clear; {вызов процедуры очистки экрана}
tell(5,4,'РАСЧЕТ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТРАНЗИСТОРА ПО h-ПАРАМЕТРАМ:',0);
tell(5,6,'Выберите вариант схемы включения:',0);
tell(15,7,'[1]...С общим эмиттером',1);
tell(15,8,'[2]...С общей базой',1);
tell(15,9,'[3]...С общим коллектором',1);
repeat
ch1:=readKey; {ожидание нажатия клавиши}
if ch1='1' then n:=1;
if ch1='2' then n:=2;
if ch1='3' then n:=3;
until (ch1='1')or(ch1='2')or(ch1='3');
writeln;
if n=1 then writeln(' Выбрана схема с ОЭ');
if n=2 then writeln(' Выбрана схема с ОБ');
if n=3 then writeln(' Выбрана схема с ОК');
writeln;
textColor(0);
{ввод данных для расчета}
write(' Введите сопротивление эмттера Rэ=');readln(r1);
write(' Введите сопротивление базы Rб=');readln(r2);
write(' Введите сопротивление коллектора Rк=');readln(r3);
write(' Введите коэффициент передачи тока эмиттера А=');readln(a);
clear; {очистка экрана}
if n=1 then {расчет для схемы с ОЭ}
begin
y:=r1+r3-a*r3;
h1:=r2+r1*r3/y;
h2:=r1/y;
h3:=(a*r3-r1)/y;
h4:=1/y;
end;
if n=2 then {расчет для схемы с ОБ}
begin
y:=r2+r3;
h1:=r1+((1-a)*r2*r3)/y;
h2:=r2/y;
h3:=-(r2+a*r3)/y;
h4:=1/y;
end;
if n=3 then {расчет для схемы с ОК}
begin
y:=r1+r3-a*r3;
h1:=r2+r1*r3/y;
h2:=r3*(1-a)/y;
h3:=-r3/y;
h4:=1/y;
end;
clear; {очистка экрана}
textColor(0);
{вывод результатов расчета}
tell(5,4,'Результаты расчета:',1);
writeln(' Входное сопротивление h11=',h1);
writeln(' Коэффициент обратной связи по напряжению h12=',h2);
writeln(' Коэффициент передачи по току h21=',h3);
writeln(' Выходная проводимость h22=',h4);
ch1:=readKey; {ожидание нажатия клавиши}
end;
procedure h_po_fiz; {расчет физ. парам. транз. по h-параметрам}
var n:byte;
h1,h2,h3,h4,r1,r2,r3,r4,a:real;
begin
clear; {очистка экрана}
tell(5,4,'РАСЧЕТ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТРАНЗИСТОРА ПО h-ПАРАМЕТРАМ:',0);
tell(5,6,'Выберите вариант схемы включения:',0);
tell(15,7,'[1]...С общей базой',1);
tell(15,8,'[2]...С общим эмиттером',1);
repeat
ch1:=readKey; {ожидание нажатия клавиши}
if ch1='1' then n:=1;
if ch1='2' then n:=2;
until (ch1='1')or(ch1='2');
writeln;
if n=1 then writeln(' Выбрана схема с ОБ');
if n=2 then writeln(' Выбрана схема с ОЭ');
writeln;
textColor(0);
write(' Введите входное сопротивление h11=');readln(h1);
write(' Введите коэффициент обратной связи по напряжению h12=');readln(h2);
write(' Введите коэффициент передачи по току h21=');readln(h3);
write(' Введите коэффициент входную проводимость h22=');readln(h4);
if n=1 then {расчет для схемы с ОБ}
begin
r1:=h1-(1+h3)*h2/h4;
r2:=h2/h4;
r3:=(1-h2)/h4;
r4:=-(h2+h3)/h4;
a:=-(h2+h3)/(1-h2)
end;
if n=2 then {расчет для схемы с ОЭ}
begin
r1:=h2/h4;
r2:=h1-(1+h3)*h2/h4;
r3:=(1+h3)/h4;
r4:=(h2+h3)/h4;
a:=(h2+h3)/(1+h3)
end;
clear; {очистка экрана}
textColor(0);
{вывод результатов расчета}
tell(5,4,'Результаты расчета:',1);
writeln(' Сопротивление эмиттера Rэ=',r1:3:3);
writeln(' Сопротивление базы Rб=',r2:3:3);
writeln(' Сопротивление коллектора Rк=',r3:3:3);
writeln(' Сопротивление Rм=',r4:3:3);
writeln(' Коэффициент передачи тока эмиттера А=',a:3:3);
ch1:=readKey; {ожидание нажатия клавиши}
end;
procedure tranzMenu; {процедура меню расчета транзистора}
begin
clear; {очистка экрана}
tell(5,5,'ВАРИАНТЫ РАСЧЕТА ТРАНЗИСТОРА:',0);
tell(10,6,'[1] ... Расчет физических параметров по h-параметрам',1);
tell(10,7,'[2] ... Расчет h-параметров по физическим параметрам',1);
tell(5,10,'Другие клавиши - возврат в главное меню',8);
ch1:=readKey; {ожидание нажатой клавиши}
if ch1='1' then h_po_fiz; {если нажата 1, то вызов процедуры h_po_fiz }
if ch1='2' then fiz_po_h; {если нажата 2, то вызов процедуры fiz_po_h}
{если нажата другая клавиша, то возврат в главное меню}
end;
procedure diodParam; {процедура расчета характеристик диода}
var It,It0,Io,Io0,t,I,U,r:real;
begin
clear; {очистка экрана}
tell(5,5,'Расчет характеристик диода',0);
writeln;
textColor(1);
{ввод данных для расчета}
write(' Введите тепловой ток диода при t=20 град.С Iт(to)=');read(It0);
write(' Введите обратный ток диода при t=20 град.С Iобр(to)=');read(Io0);
write(' Введите рабочую температуру, град.С. t=');read(t);
write(' Введите ток проходящий через диод, А I=');read(I);
write(' Введите сопротивление базы, Ом rб=');read(r);
clear; {очистка экрана}
{расчет и вывод результатов}
tell(5,5,'Результаты расчета:',0);
textColor(1);
It:=It0*exp(0.09*(t-20));
writeln(' Тепловой ток при температуре t=',t:3:2,' град.С.');
writeln(' Для германиевых диодов It=',It);
It:=It0*exp(0.13*(t-20));
writeln(' Для кремниевых диодов It=',It);
writeln;
writeln(' Обратный ток при температуре t=',t:3:2,' град.С.');
Io:=Io0*exp((t-20)/9);
writeln(' Для германиевых диодов Iобр=',Io);
Io:=Io0*exp((t-20)/6.5);
writeln(' Для кремниевых диодов Iобр=',Io);
readKey; {ожидание нажатия клавиши}
end;
procedure menu; {процедура главного меню программы}
begin
repeat {цикл опроса меню}
textBackGround(7); {серый цвет фона}
clrscr; {очистка экрана}
textColor(0); {черный цвет символов}
textBackGround(3); {голубой цвет фона}
writeln(' ПРОГРАММА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ ');
textBackGround(7); {серый цвет фона}
tell(10,5,'Произвести рассчет:',0);
tell(20,6,'[1] ............ Диода',1);
tell(20,7,'[2] ...... Транзистора',1);
tell(10,10,'Для выбора нажмите соответствующую клавишу',8);
tell(10,12,'[пробел] ... Выход из программы',1);
ch:=readKey; {ожидание нажатия клавиши}
if ch='1' then diodParam; {если нажата 1, то вызов процедуры diodParam}
if ch='2' then tranzMenu; {если нажата 2, то вызов процедуры tranzMenu}
until ch=' '; {если нажат пробел, то выход из цикла меню}
end;
BEGIN {начало программы}
menu; {вызов процедуры главного меню программы}
textBackGround(0); {черный цвет фона}
textColor(15); {белый цвет символов}
clrScr; {очистка экрана}
END. {конец программы}
Заключение
В данной работе я показал в большей степени не использование полупроводников в технике, а азы физики и теории диодов и транзисторов без которых мы не можем представить современный мир. Приведенная в данной работе программа охватывает лишь малую часть всех характеристик диода и транзистора, поэтому по ней нельзя в полной мере судить о применение того или иного диода или транзистора в различных схемах. Но может помочь в расчетах других параметров. Теория может быть полезна для понимания принципа действия данных полупроводниковых приборов и расширения их применения, как в выпрямительных, так и в усилительных каскадах.
Список использованной литературы:
ссылка скрыта - Твердотельная электроника
Г.Г. Шишкина “Электронные приборы” Москва 1989г
Савельев И.В. “Курс общей физики “(т 3) М. Наука 1987г