Шпоры - электроника (933926), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

раз слабее, чем влияние прямых напряжений на переходах, и часто не учитывается, или учитывается приближенно. Для учета эффекта Эрли уточняют формулу теплового тока транзистора , принимая:

где I₀ - ток, определенный без учета эффекта Эрли по формуле, u_А - напряжение Эрли - параметр транзистора, характеризующий величину эффекта Эрли. Обычно u_А составляет десятки вольт и более.

Привести систему предельных эксплуатационных. параметров биполярного транзистора.

К основным пар. относятся:
1. Емкость колл. перехода Ск;
2. Коэфф. усиления (передачи) по току h21Э;
3. Обратный I колл. перехода при включенном эмитт. Iкб0;
4. Предельная частота fa;
5. Сопротивление базы Rб.

Какие способы включения биполярного транзистора в усилительном каскаде существуют? Чем различаются между собой каскады с разным включением транзистора?

Т ри схемы включения источника сигнала и нагрузки в усилительном каскаде и соответствующие схемы замещения каскадов по переменному току.

Схема с ОЭ обладает высоким усилением как по напряжению, так и по току, У нее самое большое усиление по мощности. Отметим, что схема изменяет фазу выходного напряжения на 180 ° . Это самая распространенная усилительная схема.

Схема с ОБ усиливает напряжение (примерно, как и схема с ОЭ), но не усиливает ток. Фаза выходного напряжения по отношению к входному не меняется. Схема находит применение в усилителях высоких и сверхвысоких частот.

Cхема с ОК (эмиттерный повторитель) не усиливает напряжение, но усиливает ток. Основное применение данной схемы - согласование сопротивлений источника сигнала и низкоомной нагрузки.

Управляемые тиристоры. Принцип действия, ВАХ.

Полностью управляемый полупроводниковый прибор, в основе которого классическая четырёхслойная структура. Включают и выключают его подачей положительного и отрицательного импульсов тока на электрод управления. В запираемых тиристорах используется следующее свойство ВАХ. Т ок Iу начинает расти. Если при определенном I_АК подать на управляющий электрод ток отрицательной полярности, то Iак < Iу. Если Iак < Iу во время выключения, то тиристор выключится. Особенность подобного выключения состоит в том, что Iак<Iуд. В этом cлучае K_I=I_AK/Iy<1.

К акие условные графические обозначения применяются для униполярных транзисторов?

с p-n-переходом и каналом n-типа

с p-n-переходом и каналом p-типа

с о встроенным p-каналом обедненного типа

со встроенным n-каналом обогащенного типа

с индуцированным p-каналом обогащенного типа

с индуцированным n-каналом обогащенного типа

Какова физическая структура и принцип действия униполярного транзистора с затвором в виде обратно смещенного р-п перехода?

П олевой транзистор, канальный транзистор, полупроводниковый прибор, в котором ток изменяется в результате действия перпендикулярного току электрического поля, создаваемого входным сигналом. По физической структуре и механизму работы Полевой транзистор условно делят на 2 группы. Первую образуют ПТ с управляющим р—n-переходом или переходом металл — полупроводник, вторую — ПТ с управлением посредством изолированного электрода (затвора), т. н. транзисторы МДП (металл — диэлектрик — полупроводник). В последних в качестве диэлектрика используют окисел кремния (МОП-транзистор) или слоистые структуры, например SiO₂ — Al₂O₃ (МАОП-транзистор), SiO₂ — Si₃N₄ (МНОП-транзистор) и др. К ПТ с изолированным затвором относят также ПТ с т. н. плавающим затвором и ПТ с накоплением заряда в изолированном затворе (их применяют как элементы электронной памяти). В ПТ в качестве п\п используют в основном Si и GaAs, в кач-ве металлов, образ. переход, — Al, Mo, Au.

Какова физическая структура и принцип действия униполярного транзистора со структурой МДП?

Полевой транзистор с изолированным затвором (МДП) — это полевой транзистор, затвор которого отделён в электрическом отношении от канала слоем диэлектрика. В кристалле полупроводника с относительно высоким удельным сопротивлением, который называют подложкой, созданы две сильнолегированные области с противоположным относительно подложки типом проводимости. На эти области нанесены металлические электроды — исток и сток. Расстояние между сильно легированными областями истока и стока может быть меньше микрона. Поверхность кристалла полупроводника между истоком и стоком покрыта тонким слоем (порядка 0,1 мкм) диэлектрика. Так как исходным полупроводником для полевых транзисторов обычно является кремний, то в качестве диэлектрика используется слой двуокиси кремния SiO₂, выращенный на поверхности кристалла кремния путём высокотемпературного окисления. На слой диэлектрика нанесён металлический электрод — затвор. Получается структура, состоящая из металла, диэлектрика и полупроводника. Поэтому полевые транзисторы с изолированным затвором часто называют МДП-транзисторами. Входное сопротивление МДП-транзисторов может достигать 10¹⁰…10¹⁴ Ом (у полевых транзисторов с управляющим p-n-переходом 10⁷…10⁹), что является преимуществом при построении высокоточных устройств.

С уществуют две разновидности МДП-транзисторов: с индуцированным каналом и со встроенным каналом. В МДП-транзисторах с индуцированным каналом проводящий канал между сильнолегированными областями истока и стока отсутствует и, следовательно, заметный ток стока появляется только при определённой полярности и при определённом значении напряжения на затворе относительно истока, которое называют пороговым напряжением (U_ЗИпор). В МДП-транзисторах со встроенным каналом у поверхности полупроводника под затвором при нулевом напряжении на затворе относительно истока существует инверсный слой — канал, который соединяет исток со стоком.

Чем отличаются эквивалентные схемы для большого и малого сигнала у униполярного транзистора?

И сходя из общефиз. соображений, МДП-транзистор можно изобразить в виде эквивалентной схемы. Здесь R_вх обусловлено сопротивлением подзатворного диэлектрика, входная емкость С_вх - емкостью подзатворного диэлектрика и емкостью перекрытия затвор-исток. Паразитная емкость С_пар обусловлена емкостью перекрытий затвор-сток. Выходное сопротивление R_вых равно сопротивлению канала транзистора и сопротивлению легированных областей истока и стока. Выходная емкость С_вых определяется емкостью р-n перехода стока. V_GS = V_DS = V_пит, малое переменное напряжение ú = u₀sin(ωt).

За счет усиления в стоковой цепи потечет ток i₁, равный:

Одновременно в канал с электрода затвора потечет паразитный ток смещения через геометрическую емкость затвора, равный:

С ростом частоты выходного сигнала f паразитный ток будет возрастать и может сравниваться с током канала за счет эффекта усиления. Граничная частота работы МДП-транзистора f = f_макс, когда i₁=i₂,

Поскольку напряжение исток-сток V_DS порядка напряжения V_GS - V_T, то, используя определение дрейфовой скорости

можно видеть, что предельная частота усиления f_макс определяется временем пролета τ электронов через канал транзистора:

Cобственное быстродействие транзистора обратно пропорционально квадрату длины инверсионного канала. Поэтому для повышения быстродействия необходимо переходить на субмикронные длины канала.

Как отражены в эквивалентной схеме для большого сигнала инерционные свойства униполярного транзистора?

Инерционные свойства транзистора определяются временем перезаряда его емкостей. Емкости C_ЗС и C_ЗИ создаются взаимным перекрытием металлического затвора и полупроводниковых областей истока. Эти емкости минимизированы в транзисторных структурах с самосовмещенными затворами. В этом случае затвор выполняется из поликристаллического кремния. В транзисторах со встроенным каналом ширина затвора меньше расстояния сток-исток, что также уменьшает величины этих емкостей. Емкость C_ЗП практически совпадает с емкостью затвор-канал CЗК и уменьшается с уменьшением длины канала. При наличии канала к этой емкости добавляется емкость изолирующего перехода канал-подложка CКП . Барьерные емкости CСП и CИП являются емкостями изолирующих p-n-переходов между соответствующими областями. Эти емкости уменьшаются с понижением степени легирования подложки. Обратное смещение на подложке также уменьшает эти емкости. Инерционность процесса управления током стока отражается в комплексном характере крутизны S=S₀/1+ jω/ ω_S, ω_S – предельная частота крутизны.

К акой параметр униполярного транзистора отражает его усилительные свойства? Каким образом (меняя структуру прибора) его можно изменять?

Усилительные свойства полевого транзистора принято характеризовать крутизной S:

Как видно из формулы, с ростом напряжения затвора крутизна для полевого транзистора с управляющим pn переходом падает. Характер соответствующей зависимости крутизны от напряжения на затворе воспроизведен на рисунке. Основным элементом схемы, характеризующим усилительные свойства прибора, является зависимый генератор тока SUз. Частотные и импульсные характеристики транзистора определяются емкостями электродов: затвор - сток Cзи, затвор - сток Cзс, сток - исток Cзи. Емкости Cзи и Cзс зависят от площади затвора и степени легирования канала, емкость Cзс - самая маленькая среди рассмотренных. Сопротивления утечки Rзс, Rзи, Rзс весьма велики и учитываются, как правило, при расчете электрометрических усилительных каскадов постоянного тока. При расчете импульсных каскадов и усилительных каскадов переменного тока их, как правило, не учитывают, поскольку проводимость емкостей обычно всегда больше шунтирующих их проводимостей утечки электродов.

Показать различие ВАХ у транзистора МДП-типа с встроенным и индуцированным каналом.

Канал между истоком и стоком можно создать технологическим путем на стадии изготовления МДП транзистора (например, вводя соответствующую примесь), такие транзисторы называют транзисторами со встроенным каналом (рис. 2). При подаче напряжения на затвор концентрация носителей в канале будет либо возрастать, либо уменьшаться вплоть до полного исчезновения канала и перехода транзистора в запертое (выключенное) состояние, в котором выходные токи будут определяться обратными характеристиками исток-стоковых pn переходов.

П олярность напряжений, подаваемых на электроды МДП с индуцированными n и p каналами (puc. 1) при их работе в усилительном режиме, противоположна. Для n канального транзистора на затвор подается плюс относительно истока, на p канальный транзистор минус. За сток принимается тот электрод, к которому дрейфуют основные носители, т.е. в p канальном транзисторе сток должен быть отрицательным относительно истока и в n канальном – положительным

Показать различия в физической структуре полевого и МДП- транзисторов. Как это сказывается на их параметрах?

Полевой транзистор, канальный транзистор, полупроводниковый прибор, в котором ток изменяется в результате действия перпендикулярного току электрического поля, создаваемого входным сигналом. По физической структуре и механизму работы Полевой транзистор условно делят на 2 группы. Первую образуют ПТ с управляющим р—n-переходом или переходом металл — полупроводник, вторую — ПТ с управлением посредством изолированного электрода (затвора), т. н. транзисторы МДП (металл — диэлектрик — полупроводник). В последних в качестве диэлектрика используют окисел кремния (МОП-транзистор) или слоистые структуры, например SiO₂ — Al₂O₃ (МАОП-транзистор), SiO₂ — Si₃N₄ (МНОП-транзистор) и др. К ПТ с изолированным затвором относят также ПТ с т. н. плавающим затвором и ПТ с накоплением заряда в изолированном затворе (их применяют как элементы электронной памяти). В ПТ в качестве п\п используют в основном Si и GaAs, в качестве металлов, образующих переход, — Al, Mo, Au. Входное сопротивление МДП-транзисторов может достигать 10¹⁰…10¹⁴ Ом (у полевых транзисторов с управляющим p-n-переходом 10⁷…10⁹), что является преимуществом при построении высокоточных устройств.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)