Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский технический университет связи и информатики»
Кафедра «Электроника»
Лабораторная работа №4
по теме: «Исследование биполярного транзистора»
Выполнила: студентка БСТ2001
Курило А.А.
Вариант 11
Проверила: старшая преподавательница
Сретенская Н.В.
Москва 2022г.
Цель работы
Цель работы является ознакомление с физическими принципами функционирования биполярного транзистора, особенностями его изготовления, взаимосвязью конструкции, размеров и параметров.
2 Краткая теория
В устройство транзистора этого типа входят 3 зоны: база (Б), коллектор (К) и эмиттер (Э), каждая из которых имеет свой вывод.
Б – база, очень тонкий внутренний слой;
Э – эмиттер, предназначается для переноса заряженных частиц в базу;
К – коллектор, составляющая, которая имеет тип проводимости, одинаковый с эмиттером, предназначена для сбора зарядов, поступивших с эмиттера.
Типы проводимости:
n-типа - носителями зарядов являются электроны.
p-типа - носители зарядов – положительно заряженные основные носители («дырки»).
Принципы работы биполярного транзистора:
Подключение к зажимам одноименного напряжения к эмиттеру и базе (p подсоединяется к «+», а n – к «-») приводит к появлению тока между эмиттером и базой. В базе образуются носители зарядов. Чем выше напряжение, тем больше количество носителей зарядов появляется в базе. Ток, подаваемый на базу, называется управляющим.
Если к коллектору подключить обратное напряжение (n-коллектор подключается к плюсу, p-коллектор – к минусу), то между эмиттером и коллектором появится разница потенциалов, и между ними потечет ток. Чем больше носителей заряда скапливается в базе, тем сильнее будет ток между коллектором и эмиттером.
При увеличении управляющего напряжения на базе растет ток «эмиттер-коллектор». Причем несущественный рост напряжения приводит к значительному усилению тока «эмиттер-коллектор». Этот принцип используется при производстве усилителей.
Если к эмиттеру и базе подключают напряжение, противоположное по знаку, ток прекращается, и транзистор переходит в закрытое состояние.
При подключении к зажимам эмиттера и базы напряжения одноименного заряда прибор переходит в открытое состояние, при подключении к этим выводам обратных зарядов транзистор закрывается.
Рисунок 1 – Биполярный npn-транзистор с общей базой
3 Ход лабораторной работы
Концентрация примесей в эмиттере NЭ
=
см-3
Концентрация примесей в базе NБ
=
см-3
Толщина базы w = 0,4 мкм
Коэффициент неоднородности базы η = 1,75
Рисунок 2 - Результаты работы программы с исходными данными.
Таблица 1 - Заполненная таблица для варианта 11 (5)
Вариант |
Коэф. инжекции γ |
Коэф. переноса
|
Коэф. передачи тока ОБ, α |
Коэф. передачи тока ОЭ, β |
Среднее время пролёта τПР, нс |
Предельная частота в схеме ОБ fα,МГц |
Исходные данные |
0,99973 |
0,97173 |
0,97147 |
34,0625 |
80,8080 |
1,96954 |
Однородная база η = 0 (диффузионный БТ) |
0,99903 |
0,92592 |
0,92503 |
12,3513 |
222,222 |
0,71619 |
Повышенная концентрация примесей в эмиттере NЭ, см-3 |
0,99997 |
0,97173 |
0,97170 |
34,3434 |
80,8080 |
1,96954 |
Повышенная концентрация примесей в базе NБ ,см-3 |
0,99733 |
0,97173 |
0,96914 |
31,4869 |
80,8080 |
1,96954 |
Увеличенная толщина базы w, мкм |
0,99933 |
0,84615 |
0,84558 |
5,47989 |
505,050 |
0,31512 |
