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

Relevanta dokument
Föreläsning 8 Bipolära Transistorer I

Föreläsning 8 Bipolära Transistorer I

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

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

Föreläsning 12 Bipolära Transistorer II. Funk<on bipolär transistor

Föreläsning 9 Bipolära Transistorer II

Komponentfysik ESS030. Den bipolära transistorn

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

Formelsamling för komponentfysik

Föreläsning 11 Fälteffekttransistor II

Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 1 Transistorn del 1

Föreläsning 9 Bipolära Transistorer II

Övningsuppgifter i Elektronik

Elektronik. Lars-Erik Cederlöf

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

Tentamen i Komponentfysik ESS030, ETI240/0601 och FFF090

Tentamen i komponentfysik

Lösningar Tenta

Introduktion till halvledarteknik

Den bipolä rä tränsistorn

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

Elektronik 2018 EITA35

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

Föreläsning 13 Fälteffekttransistor III

Halvledare. Transistorer, Förstärkare

Föreläsning 9 Transistorn och OP-förstärkaren

( 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:

SM Serien Strömförsörjning. Transistorn

KAPITEL 2 MTU AB

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

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

Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 2 Transistorn del 2

nmosfet och analoga kretsar

Föreläsning 6: Opto-komponenter

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

Föreläsning 2 - Halvledare

Elektronik 2017 EITA35

Föreläsning 6: Opto-komponenter

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

Föreläsning 2 - Halvledare

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

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

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

Föreläsning 3 Extrinsiska Halvledare

Pla$kondensator - Fälteffekt

Laboration N o 1 TRANSISTORER

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

Föreläsning 7 Fälteffek1ransistor IV

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

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

Definition av kraftelektronik

Välkomna till kursen i elektroniska material!

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

Mätningar på transistorkopplingar

FFY616. Halvledarteknik. Laboration 4 DIODER

Instruktion elektronikkrets till vindkraftverk

Introduktion till halvledarteknik

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

Elektronik 2015 ESS010

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

Vad är elektricitet?

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

HÄLLEBERGSSKOLAN. Ur kursplanen för området elektronik i ämnet teknik:

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

DIGITAL MULTIMETER BRUKSANVISNING MODELL DT9201

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

Vad är elektricitet?

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

Beskrivning elektronikkrets NOT vatten

Föreläsning 8. MOS transistorn. IE1202 Analog elektronik KTH/ICT/EKT HT09/BM

LABORATIONSINSTRUKTION. Mätning på dioder och transistorer

Varvtalsstyrning av likströmsmotorer

Bygg en entransistors Booster till datorn eller MP3-spelaren

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

Tentamen i Elektronik 5hp för E2/D2/Mek2

Föreläsning 8. MOS transistorn Förstärkare med MOS transistorn Exempel, enkel förstärkare med MOS. IE1202 Analog elektronik KTH/ICT/EKT VT11/BM

Grindar och transistorer

Välkomna till kursen i elektroniska material! Martin Leijnse

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

Laboration II Elektronik

Varvtalsstyrning av likströmsmotorer

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

Emtithal Majeed, Örbyhus skola, Örbyhus

Hambley avsnitt 12.7 (7.3 för den som vill läsa lite mer om grindar) sann 1 falsk 0

Antennförstärkare för UHF-bandet

Physics to Go! Part 1. 2:a på Android

FÖRELÄSNING 3. Förstärkaren. Arbetspunkten. Olika lastresistanser. Småsignalsschemat. Föreläsning 3

Laboration 2: Likström samt upp och urladdningsförlopp

Mät resistans med en multimeter

Videoförstärkare med bipolära transistorer

12. Kort om modern halvledarteknologi

12. Kort om modern halvledarteknologi

TRANSISTORER

Föreläsning 7 Fälteffek1ransistor IV

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

Tentamen i Krets- och mätteknik, fk, ETEF15. Exempeltentamen

Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 3 Transistorförstärkare

Laboration: pn-övergången

4:8 Transistorn och transistorförstärkaren.

Energiöverföring med resistor

Transkript:

Föreläsning 11 ipolära ransistorer J ipolar JuncDon ransistor FunkDon bipolär transistor Geometri npn D operadon, strömförstärkning OperaDonsmoder Early- effekten pnp transistor G. alla 1

deal transistor spänningsstyrd strömkälla i in out + + out V in - k V in V out - Ökande V in re- terminal komponent deal ransistor nspänning: V in tström: out k V in - oberoende av V out V in oberoende av V out isoladon! Hur konstruerar vi en bipolär transistor? Varför behöver en transistor biaseras? V out 2

npn- transistor från två pn- övergångar! Varför blir en npn- övergång en transistor? Vilken karakterisdk förväntar vi oss? 3

Framspänd pn- övergång nn po exp( a /k) A E Fn e a - d n d p P a 4

ackspänd pn- övergång nn p0 exp( a /k) n 0 n p0 n i2 / A A E Fn e a - d n d p A P P a - a 5

ipolär transistor: npn nn po exp( a /k) n 0 E P E Fn e a - d n d p Framspänd emidor- bas njicerar elektroner Styrs av E ackspänd bas- kollektor Drar ut elektroner : oberoende av 6

ipolär transistor: npn Elektron diffusionsströmmar E ökar E ökar E 7

RepeGGon - diffusionsströmmar n n konstant: dn( x) ea µ n n ( x) ax+ b dx n(0) n(x) n(w ) n(0) W x + n(0) n(0)>>n(w ) ( 0) dn ( x) n( W ) n n(0) dx W W n(w ) W x 8

npn bipolär transistor, geometri & dopningar Emider as Kollektor W E W W Dopning Donator - typ DE - + E DE P A D - + A Emider Acceptor P- typ as D Kollektor En ea µ n n i 2 W A exp( E ) p ea 2 µ p n i W E DE exp( E ) 9

AkGv Mod as & Kollektorströmmar E ea µ nn W W ea + E A µ n p DE 2 i 2 i exp( exp( E E ) ) as E Kollektor Emider E β hfe µ nw µ W p E DE A unn bas! Låg basdopning! Hög EmiRerdopning! E as- emider framspänd: Flyter både hål (bas) och elektron (kollektor) ström! Stor strömförstärkning: A < DE. W << W E Gäller om E - E > 0 : as- kollektor ska vara backspänd! 10

Exempel npn transistor i akgv mod ea µ nn W W ea E A µ n p DE 2 i 2 i exp( exp( E E ) ) β hfe eräkna β! µ nw µ W p E DE A Dopning & Geometri: DE 10 25 m - 3 A 10 24 m - 3 D 10 23 m - 3 A10 4 µm 2 W 0.5 µm, W E W 5 µm Konstanter: µ n 0.135 m 2 /Vs µ p 0.045 m 2 /Vs n i 10 16 m - 3 V 25.6 mv Spänningar: E 1.7 V 11

AkGv Mod vå- port vid D - Storsignal ea W β E µ n p DE 2 i E exp( ) 0 exp( E ) Samma 0 som för en diod Kollektor bas ska vara Dllräckligt backspänd: E > E + 0.3 oberoende av E! as Kollektor E β F E emider 12

ipolär transistor: npn akgv mod Kollektor 0.1 V E 0.816V as E E Emider 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 0 V E 0.0V 0 1 2 3 4 V ce (V) 13

1 minuts öving ermisk stabilitet En bipolär transistor biaseras med E 0.7V vid 300K Ökar/Minskar strömmen om ökar Dll 340K? ea µ n W 2 n i exp( E ) A Varför kan det leda Dll ad transistorn går sönder? P E 14

Early- effekten basviddsmodulagon Emider as Kollektor DE E 5V 20 V W,eff P A D 1 W, eff e E E 0.7 V E 1 2 15 E

Early- effekten basviddsmodulagon 1 E e W,eff + - A E ( 1 ) 0 A E 1 e W d p E 1 2 A - Earlyspänningen E Karakteriseras med A : Earlyspänning Stor A låg utgångskonduktans (bra!) mindre beroende av E om W är stor d p liten jock bas! Hög basdopning! Högt β och högt A är svårt! β hfe µ nw µ W 16 unn bas! Låg basdopning! Hög EmiRerdopning! p E DE A

OperaGonsmoder nverterad ornad + E - + - Strypt + E - + - ormal, AkGv Mod stor liten beror på E + E - + - 0 0 A HålkoncentraDon + E - + - ElektronkoncentraDon 17

ipolär transistor: bornad 0.1 Kollektorström (A) 0.08 0.06 0.04 0.02 odnad 3 ma 2 ma 1mA E > 0.6V 0 Strypt 0mA 0 1 2 3 4 V ce (V) E > 0.2V 18

pnp bipolär transistor, geometri Emider as Kollektor AkDvt Mod: E P AE D P A E < 0 > 0 E < 0 E flyter in i emidern flyter ut ur kollektorn V E < 0 V > 0 19

Strömmar: pnp transistor i akgv mod ea W E µ n p D ea µ nn W AE 2 i 2 i exp( exp( E E ) ) β h FE µ W p µ W n E AE D β β pnp npn p E AE Alla halvledare har µ W µ W n µ nw µ W p E D DE A µ n > µ p PP har alldd sämre prestanda än P! Kisel: β pnp / β npn 0.1 20

SammanfaRning β, h fe : Strömförstärkning A Acceptor dopning as (m - 3 ) DE Donatordopning emider (m - 3 ) D Donatordopning kollektor (m - 3 ) A Earlyspänning (V) 21