Föreläsning 8 Bipolära Transistorer I

Relevanta dokument
Föreläsning 8 Bipolära Transistorer I

Föreläsning 11 Bipolära Transistorer I. BJT Bipolar JuncDon Transistor. FunkDon bipolär transistor. DC operadon, strömförstärkning

Föreläsning 11 Fälteffekttransistor II

Föreläsning 9 Bipolära Transistorer II

Föreläsning 9 Bipolära Transistorer II

Komponentfysik Introduktion. Kursöversikt. Hålltider --- Ellära: Elektriska fält, potentialer och strömmar

I: Beskriv strömmarna i en npn-transistor i normal mod i de neutrala delarna av transistorn.

Föreläsning 13 Fälteffekttransistor III

Utredande uppgifter: I: Beskriv de fyra arbetsmoderna för en npn-transistor. II: Vad är orsaken till strömförstärkningen i normal mod?

Föreläsning 2 - Halvledare

Föreläsning 2 - Halvledare

Formelsamling för komponentfysik. eller I = G U = σ A U L Småsignalresistans: R = du di. där: σ = 1 ρ ; = N D + p n 0

Föreläsning 12 Bipolära Transistorer II. Funk<on bipolär transistor

Komponentfysik Introduktion. Kursöversikt. Varför Komponentfysik? Hålltider --- Ellära, Elektriska fält och potentialer

Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 1 Transistorn del 1

Formelsamling för komponentfysik

Föreläsning 6: Opto-komponenter

Föreläsning 6: Opto-komponenter

Utredande uppgifter. 2: Räkna ut utsträckningen av rymdladdningsområdet i de tre fallen i 1 för n-sidan, p-sidan och den totala utsträckningen.

Övningsuppgifter i Elektronik

Tentamen i komponentfysik

Elektronik. Lars-Erik Cederlöf

2: Räkna ut utsträckningen av rymdladdningsområdet i de två fallen i 1 för n-sidan, p-sidan och den totala utsträckningen.

Tentamen i Komponentfysik ESS030, ETI240/0601 och FFF090

Om inget annan anges gäller det rumstemperatur, d.v.s. T =300K, termisk jämvikt och värden som inte ges i uppgiften hämtas från formelsamlingen.

Lösningar Tenta

Komponentfysik ESS030. Den bipolära transistorn

Introduktion till halvledarteknik

Föreläsning 3 Extrinsiska Halvledare

Rättade inlämningsuppgifter hämtas på Kents kontor Föreläsning 4 Må , Kent Palmkvist To ,

Föreläsning 7 Fälteffek1ransistor IV

Om inget annan anges gäller det rumstemperatur, d.v.s. T =300K, termisk jämvikt och värden som inte ges i uppgiften hämtas från formelsamlingen.

TSTE20 Elektronik 01/31/ :24. Nodanalys metod. Nodanalys, exempel. Dagens föreläsning. 0. Förenkla schemat 1. Eliminera ensamma spänningskällor

Föreläsning 3 Extrinsiska Halvledare

Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 2 Transistorn del 2

( y) ( L) Beräkning av ström nmos: Lång kanal (L g >1µm) di dy. Oxid U GS U DS. Kanal. 0<U cs (y)<u DS. Lös med:

Vad är elektricitet?

Välkomna till kursen i elektroniska material!

För att skydda ett spänningsaggregat mot överbelastning kan man förse det med ett kortslutningsskydd som begränsar strömmen ut från aggregatet.

Föreläsning 9 Transistorn och OP-förstärkaren

Laboration N o 1 TRANSISTORER

Vad är elektricitet?

3.8. Halvledare. [Understanding Physics: ] Den moderna fysikens grunder, Tom Sundius

Föreläsning 10 (MOS)-Fälteffekttransistor I

KAPITEL 2 MTU AB

Komponen'ysik Dan Hessman Lektor i fasta tillståndets fysik. Tel:

nmosfet och analoga kretsar

Beskrivande uppgifter: I: Vad skiljer det linjära området och mättnadsområdet i termer av inversionskanal?

Pla$kondensator - Fälteffekt

Välkomna till kursen i elektroniska material! Martin Leijnse

Repetition: Nätanalys för AC. Repetition: Elektricitetslära. Repetition: Halvledarkomponenterna

HÄLLEBERGSSKOLAN. Ur kursplanen för området elektronik i ämnet teknik:

Introduktion till halvledarteknik

UMEÅ UNIVERSITET Tillämpad fysik och elektronik Sverker Johansson Bo Tannfors Transistorswitchen. Laboration E25 ELEKTRO

Elektronik 2017 EITA35

Om inget annat anges så gäller det kisel och rumstemperatur (300K)

Den bipolä rä tränsistorn

Komponen'ysik Dan Hessman Lektor i fasta tillståndets fysik. Tel:

Tentamen i komponentfysik Halvledare 6,0p. 2. Dioder 7,5p.

Föreläsning 7 Fälteffek1ransistor IV

3.9. Övergångar... (forts: Halvledare i kontakt)

Halvledare. Periodiska systemet (åtminstone den del som är viktig för en halvledarfysiker)

Physics to Go! Part 1. 2:a på Android

Halvledare. Transistorer, Förstärkare

Föreläsning 5 pn-övergången II: Spänning&ström

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

CHALMERS TEKNISKA HÖGSKOLA Institutionen för Teknisk Fysik kl.: Sal : Hörsalar

Grindar och transistorer

Mätningar på transistorkopplingar

Elektronik 2018 EITA35

Om inget annat anges så gäller det kisel och rumstemperatur (300K)

4:8 Transistorn och transistorförstärkaren.

SM Serien Strömförsörjning. Transistorn

Beskrivning elektronikkrets NOT vatten

Definition av kraftelektronik

Instruktion elektronikkrets till vindkraftverk

Emtithal Majeed, Örbyhus skola, Örbyhus

FFY616. Halvledarteknik. Laboration 4 DIODER

Fasta tillståndets fysik FFFF05

Laboration 6. A/D- och D/A-omvandling. Lunds universitet / Fakultet / Institution / Enhet / Dokument / Datum

Mätning av Halleffekten och elektriska ledningsförmågan som funktion av temperaturen hos halvledarna InSb / Ge.

Föreläsning 1. Elektronen som partikel (kap 2)

Information om den planerade utbyggnaden av signalsystemet.

Ett materials förmåga att leda elektrisk ström beror på två förutsättningar:

Elektronik 2015 ESS010

Videoförstärkare med bipolära transistorer

Elektronik. MOS-transistorn. Översikt. Då och nu. MOS-teknologi. Lite historik nmosfet Arbetsområden pmosfet CMOS-inverterare NOR- och NAND-grindar

ɛ r m n/m e 0,43 0,60 0,065 m p/m e 0,54 0,28 0,5 µ n (m 2 /Vs) 0,13 0,38 0,85 µ p (m 2 /Vs) 0,05 0,18 0,04

Laboration: pn-övergången

Tentamen i Elektronik fk 5hp

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

Bra tabell i ert formelblad

HALVLEDARES ELEKTRISKA KONDUKTIVITET

Varvtalsstyrning av likströmsmotorer

12. Kort om modern halvledarteknologi

12. Kort om modern halvledarteknologi

Tentamen i Elektronik 5hp för E2/D2/Mek2

Införa begreppen ström, strömtäthet och resistans Ohms lag Tillämpningar på enkla kretsar Energi och effekt i kretsar

Varvtalsstyrning av likströmsmotorer

LABORATIONSINSTRUKTION. Mätning på dioder och transistorer

Transkript:

Föreläsning 8 iolära ransistorer Funktion biolär transistor Geometri nn D oeration, strömförstärkning Oerationsmoder Early-effekten n transistor G. alla 1

Komonentfysik - Kursöversikt iolära ransistorer n-övergång: kaacitanser Otokomonenter n-övergång: strömmar Minnen: Flash, DRAM MOSFE: strömmar MOSFE: laddningar n-övergång: nbyggd sänning och rymdladdningsområde Doning: n-och -ty material Laddningsbärare: Elektroner, hål och ferminivåer Halvledarfysik: bandstruktur och bandga Ellära: elektriska fält, otentialer och strömmar 2

deal transistor sänningsstyrd strömkälla i in out + + out V in - k V in V out - Ökande V in re-terminal komonent deal ransistor nsänning: V in tström: out =k V in - oberoende av V out V in oberoende av V out isolation! Hur konstruerar vi en biolär transistor? Varför behöver en transistor biaseras? V out 3

n-transistor från två n-övergångar! Varför blir en nn-övergång en transistor? Vilken karakteristik förväntar vi oss? 4

Framsänd n-övergång n=n o ex( a /k) A E Fn e a -d n d P a 5

acksänd n-övergång n=n o ex( a /k) n 0 n = n i 2 A A E Fn e a -d n d A P P a 6 - a

iolär transistor: nn n=n o ex( a /k) n 0 E P E Fn e a -d n d Framsänd emittor-bas njecerar elektroner Styrs av E acksännd bas-kollektor Drar ut elektroner : oberoende av 7

E ökar iolär transistor: nn Elektron diffusionsströmmar E ökar E 8

Reetition - diffusionsströmmar n n konstant: dn( x) ea n nx ax b dx n(0) n( W ) n(0) n( x) x n(0) W n(0)>>n(w ) 0 dn ( x) n( W ) n n(0) dx W W n(w ) W x 9

nn biolär transistor, geometri & doningar Emitter as Kollektor W E W W Doning Donator -ty DE - + E DE P A D - + A Emitter Accetor P-ty as D n ea n dn dx ( x) ea dn( x) dx Kollektor 10

Aktiv Mod as & Kollektorströmmar E ea nn W W ea E A n DE 2 i 2 i ex( ex( E E ) ) as E Kollektor Emitter E h FE nw W E DE A unn bas! Låg basdoning! Hög Emitterdoning! E as-emitter framsänd: Flyter både hål (bas) och elektron (kollektor) ström! Stor strömförstärkning: A < DE. W << W E Gäller om E - E > 0 : as-kollektor ska vara backsänd! 11

Exemel nn transistor i aktiv mod ea nn W W ea E A n DE 2 i 2 i ex( ex( E E ) ) h eräkna! FE nw W E DE A Doning & Geometri: DE = 10 25 m -3 A = 10 24 m -3 D = 10 23 m -3 A=10 4 µm 2 W = 0.5 µm, W E =W = 5 µm Konstanter: µ n = 0.135 m 2 /Vs µ = 0.045 m 2 /Vs n i =10 16 m -3 V =25.6 mv Sänningar: E = 1.7 V 12

Aktiv Mod vå-ort vid D - Storsignal ea W E n DE 2 i E ex( ) 0 ex( E ) Samma 0 som för en diod Kollektor bas ska vara tillräckligt backsänd: E > E + 0.3 oberoende av E! as Kollektor E F E emitter 13

iolär transistor: nn aktiv mod Kollektor 0.1 V E =0.816V as E E Emitter E Kollektorström (A) 0.08 0.06 0.04 0.02 V E =0.810V V E =0.798V V E =0.781V E > 0.7V E - E > 0.2-0.3V V E =0.0V 0 0 1 2 3 4 V ce (V) 14

1 minuts öving ermisk stabilitet En biolär transistor biaseras med E =0.7V vid =300K Ökar/Minskar strömmen om ökar till 340K? ea n W 2 n i ex( E ) A Varför kan det leda till att transistorn går sönder? P E 15

Early-effekten basviddsmodulation Emitter as Kollektor DE E =5V =20 V W,eff P A D 1 W, eff e E E = 0.7 V E 1 2 16 E

Early-effekten basviddsmodulation E ( 1 ) 0 A E - A 1 2 A - Earlysänningen Karakteriseras med A : Earlysänning Stor A låg utgångskonduktans (bra!) A W A Högt och högt A är svårt! jock bas! Hög basdoning! h FE nw W unn bas! Låg basdoning! Hög Emitterdoning! E E DE A 17

Oerationsmoder nverterad ottnad + E - + - Stryt + E - + - ormal, Aktiv Mod stor liten c beror å E + E - + - 0 0 A Hålkoncentration + E - + - Elektronkoncentration 2014-04-08 Föreläsning 8, Komonentfysik 2013 18

iolär transistor: bottnad 0.1 Kollektorström (A) 0.08 0.06 0.04 0.02 0 Stryt 0 1 2 3 4 V ce (V) E > 0.2V = 3 ma =2 ma = 1mA 0mA E > 0.6V 2014-04-08 Föreläsning 8, Komonentfysik 2013 19

n biolär transistor, geometri Emitter as Kollektor Aktivt Mod: E P AE D P A E < 0 > 0 E < 0 E flyter in i emittern flyter ut ur kollektorn V E < 0 V > 0 2014-04-08 Föreläsning 8, Komonentfysik 2013 20

Strömmar: n transistor i aktiv mod ea W E n D ea nn W AE 2 i 2 i ex( ex( E E ) ) h FE W W n E AE D n nn W W n nw W E E AE D DE A Alla halvledare har µ n > µ PP har alltid sämre restanda än P! Kisel: n / nn 0.1 2014-04-08 Föreläsning 8, Komonentfysik 2013 21

Sammanfattning, h fe : Strömförstärkning A Accetor doning as (m -3 ) DE Donatordoning emitter (m -3 ) D Donatordoning kollektor (m -3 ) A Earlysänning (V) 2014-04-08 Föreläsning 8, Komonentfysik 2012 22