- •Вопрос 2. Собственные проводники. Зонная диаграмма. Собственная концентрация дырок и электронов. Температурный потенциал. Ширина запрещённой зоны.
- •Вопрос 3.Примесны пп n-типа. Зонная диаграмма.
- •Вопрос 4. Примесны пп p-типа. Зонная диаграмма.
- •Вопрос 5. Температурный диапазон работы примесных пп. Уравнение нейтральности.
- •Уравнение нейтральности полупроводников.
- •Вопрос 6. Термогенерация. Рекомбинация. Время жизни. Закон действующих масс.
- •Вопрос 7. Токи в пп.
- •1. Дрейфовый ток.
- •2.Диффузионный ток.
- •Вопрос 8. Решение стационарного уравнения диффузии. Зависимость диффузионного тока от координаты. Ток рекомбинации.
- •Вопрос 9. P-n переход. Структура. Больцмановское равновесие. Зонная диаграмма p-n-перехода. Высота потенциального барьеба.
- •Вопрос 10. Зарядовая модель p-n-перехода . Равновесная ширина p-n-перехода. Граничная равновесная концентрация неосновных зарядов.
- •Вопрос 11. Прямое смещение p-n-перехода. Граничная неравновесная концентрация неосновных зарядов.
- •Вопрос 12. Обратное смещение p-n-перехода. Экстракция.
- •Вопрос 13. Несимметричный p-n переход. Эмиттер. База. Односторонняя инжекция.
- •Вопрос 14. Вах идеализированного p-n перехода.
- •Вопрос 15. Прямая ветвь вах реального диода. Схема замещения диода при прямом включении. Тк Uпр
- •Дифференциальное сопротивление p-n перехода.
- •Температурная зависимость прямого напряжения.
- •Вопрос 16.Обратная ветвь вах реального диода. Схема замещения диода при обратном включении
- •Вопрос 17.Пробой p-n перехода. Виды пробоя. Температурная зависимость напряжения пробоя.
- •Вопрос 18. Неравновесная ширина p-n перехода. Барьерная ёмкость. Варикапы.
- •Вопрос 19. Основные технологические операции при изготовлении полупроводниковых диодов.
- •1. Сплавные диоды.
- •2. Точечные диоды.
- •4. Эпитаксиальные диоды.
- •Вопрос 20.Выпрямительные диоды. Параметры, классификация.
- •Классификация
- •Вопрос 21. Стабилитроны. Параметры, классификация. Стабисторы.
- •Вопрос 22. Параметрический стабилизатор напряжения.
- •Импульсный стабилизатор
- •Стабилизаторы переменного напряжения Современные стабилизаторы
- •Вопрос 23. Импульсные диоды. Процессы включения и отключения прямого тока.
- •Вопрос 24. Процессы импульсных диодов при переключении на обратное напряжение. Классификация импульсных диодов.
- •Вопрос 25. Диоды Шоттки.
- •Вопрос 26. Биполярные транзисторы Конструкция. Режимы работы.
- •Вопрос 27. Распределение неосновных зарядов в базе биполярного транзистора.
- •Вопрос 28. Токи в транзисторе. Коэффициент передачи тока эмиттера. Коэффициент инжекции. Коэффициент переноса.
- •Входные вах биполярного транзистора в схеме включения об.
- •Вопрос. 45 Малосигнальная схема замещения биполярного транзистора в схеме включения с общим эмиттером (оэ)
- •Вопрос. 47 Определение h – параметров транзистора по статическим вах в схеме включения об.
- •Вопрос 60.Динисторы, конструкция, принцип действия. Вах.
- •Вопрос. 62. Фотоэлектронные приборы. Фоторезисторы.
- •Вопрос. 63. Фотодиоды
- •Вопрос. 64. Фототранзисторы
- •Вопрос 65. Фототиристоры
- •Вопрос. 66. Оптроны
- •Существуют два класса оптических элементов, которые можно использовать при создании оптических эвм:
- •Вопрос. 67. Электровакуумные приборы
- •Типы эмиссии
- •Вопрос 68. Термокатоды
- •Вопрос 69. Электровакуумный диод. Потенциальные диаграммы. Режимы рон и рн
- •Принцип работы
- •Вах, Потенциальная диаграмма.
- •Режимы рон и рн не знаю!!! Вопрос 70. Идеализированная и реальная вах электровакуумного диода. Параметры.
- •Основными параметрами полупроводникового диода, учитывающими влияние температуры являются:
- •Вопрос 71. Электровакуумный триод. Режимы рв и рпп. Токораспределение. Проницаемость.
- •Вопрос. 73. Параметры электровакуумного триода.
- •Вопрос. 74. Тетрод. Динатронный эффект.
- •Динатронный эффект
- •Вопрос. 75. Пентод. Вах. Параметры.
Вопрос 26. Биполярные транзисторы Конструкция. Режимы работы.
Транзистор – (дословно - переносить сопротивление). Нобелевская премия 1956 г.:
- Дж. Бардин и В.Х Браттейн - точечный транзистор, 1948 г.
- В. Шокли - плоскостной транзистор, 1949 г.
Конструкции транзисторов
Упрощенные структуры биполярных транзисторов:
В зависимости от полярности напряжения на переходах различают 4 режима:
1. Активный нормальный. Эмиттерный переход – инжектирующий заряды. Коллекторный переход – собирающий заряды. Iэ=IБ+Iк
К
UКБ
+
2. Инверсный активный режим. Коллекторный переход – инжектирующий заряды. Эмиттерный переход – собирающий заряды.
Iк=IБ+ Iэ
3. Режим отсечки (оба перехода закрыты).
4. Режим насыщения : эмиттер и коллектор находятся под прямым напряжением. Оба перехода прямо смещены.
Обобщенная картина распределений неосновных зарядов в базе:
Вопрос 27. Распределение неосновных зарядов в базе биполярного транзистора.
Вопрос 28. Токи в транзисторе. Коэффициент передачи тока эмиттера. Коэффициент инжекции. Коэффициент переноса.
Структура токов в активном нормальном режиме
IЭ –ток эмиттера (полный).
IPЭ – дырочный ток.
Inэ – электронный ток.
Iэ=Iрэ+Inэ (4.1)
Коэффициент инжекции
(4.2)
для симметричного перехода γ=0,5
.
В транзисторе p-n-p типа полезная составляющая – дырочная, а в транзисторе n-p-n типа полезная составляющая электронная.
Кроме потери электронной составляющей InЭ, за счёт рекомбинации дырок в n – базе возникает потеря на рекомбинацию.
IБ рек – рекомбинационная составляющая дырочного тока эмиттера.
IРК – транзитная составляющая тока эмиттера.
(4.3)
Коэффициент переноса показывает, какая часть дырочного тока доходит до коллектора.
(4.4)
При LРБ=7w, по формуле (4.4) =0,99.
Пренебрегаем собственным обратным током коллекторного перехода Iкo.
Коэффициент передачи тока эмиттера.
(4.5)
==0,990,99=0,98, или = Iк/Iэ=980/1000=0,98.
В общем случае Iэ=Iрэ+Inэ,
Iк =Iрк+Iко, (4.6)
IБ = Inэ+IБрекIко.
Iк =Iэ+Iко,
IБ = (1)Iэ Iко (4.7)
Iэ= IБ+Iк.
Коэффициент α – важнейший физический параметр биполярных транзисторов, определяется комплексом технологических параметров ( материал, концентрации примесей, площади переходов, диффузионная длина электронов и дырок и т.д.). Коэффициент α характеризует усилительные свойства транзисторов и его значения для современных транзисторов находятся в диапазоне 0,95 α<1.
Для увеличения α необходимо увеличивать коэффициент инжекции , т.е. выполнять условие - концентрация примеси в эмиттере на несколько порядков больше, чем в базе ( база более высокоомная, чем эмиттер).
;1, при ,
Кроме того, диффузионная длина инжектированных зарядов в базе должна быть больше, чем толщина базы w. В базе на границе с эмиттерным переходом неравновесная концентрация неосновных зарядов за счет инжекции больше равновесной: pnБ(0)>> pnБO. На границе с коллекторным переходом неравновесная концентрация неосновных зарядов за счет экстракции близка к нулю: больше равновесной: pnБ(w)0. При Lp<w инжектированные из эмиттера заряды рекомбинируют в базе и транзитный ток отсутствует. Ток коллектора равен обратному: Iк=Iко.
При условии Lp>w наоборот, основная часть инжектированных зарядов проходит базу и захватывается полем коллекторного перехода – образует транзитный ток. Зависимость тока обратносмещенного коллекторного перехода от тока прямосмещенного эмиттерного перехода и есть суть биполярного транзистора.
Увеличение коэффициента переноса за счет условие Lp>w обеспечивается, во-первых, уменьшением w, во- вторых, увеличением Lp, т.е. увеличением времени жизни инжектированных зарядов. Последнее требует уменьшения концентрации основных зарядов (примеси) в базе. Следовательно, высокое удельное сопротивление базы необходимо для увеличения обоих коэффициентов и .
Принцип действия биполярного транзистора кратко можно сформулировать как взаимодействие прямосмещенного эмиттерного p-n перехода и обратносмещенного коллекторного p-n перехода через слаболегированную тонкую базу, причем это взаимодействие проявляется в виде транзитного тока.
Вопрос. 29 Зонные диаграммы биполярного транзистора.
1. равновесный режим
активный нормальный.
Транзистор – транзит зарядов из эмиттера в коллектор через базу.
3. активный инверсный.
4. режим отсечки.
5. режим насыщения.
Вопрос. 30 Модель Эберса – Молла биполярного транзистора.
Модель Эберса – Молла – наиболее распространенная физическая модель биполярного транзистора. Она описывает процессы в активной области транзистора, т. е. процессы взаимодействия переходов без учета сопротивлений слоев, учет которых существенно усложняют систему уравнений Эберса – Мола.
I1, I2 – собственные токи эмиттерного и коллекторного переходов.
NI1 - транзитная составляющая тока эмиттера, (индекc N -нормальный режим)
II2 - транзитная составляющая тока коллектора (индекc I -инверсный режим).
Вопрос. 31 Схемы включения биполярного транзистора Входные ВАХ биполярного транзистора в схеме включения ОБ
Различают три схемы включения
ОБ –схема включения с общей базой (вход –эмиттер, выход –коллектор)
ОЭ –схема включения с общим эмиттером (вход –база, выход –коллектор)
ОК –схема включения с общим коллектором (вход –база, выход –эмиттер