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 9 Bipolära Transistorer II

Föreläsning 11 Fälteffekttransistor 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.

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

Föreläsning 13 Fälteffekttransistor III

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

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

Föreläsning 2 - Halvledare

Föreläsning 2 - Halvledare

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

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

Formelsamling för komponentfysik

Föreläsning 6: Opto-komponenter

Tentamen i Komponentfysik ESS030, ETI240/0601 och FFF090

Tentamen i komponentfysik

Föreläsning 6: Opto-komponenter

Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 1 Transistorn del 1

Övningsuppgifter i Elektronik

Lösningar Tenta

Introduktion till halvledarteknik

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.

nmosfet och analoga kretsar

Komponentfysik ESS030. Den bipolära transistorn

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

Föreläsning 3 Extrinsiska Halvledare

Föreläsning 9 Transistorn och OP-förstärkaren

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

Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 2 Transistorn del 2

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

Välkomna till kursen i elektroniska material!

Laboration N o 1 TRANSISTORER

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

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

Föreläsning 7 Fälteffek1ransistor IV

Föreläsning 3 Extrinsiska Halvledare

Elektronik 2017 EITA35

Halvledare. Transistorer, Förstärkare

Vad är elektricitet?

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

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

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

Välkomna till kursen i elektroniska material! Martin Leijnse

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

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

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

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

( 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?

KAPITEL 2 MTU AB

Föreläsning 10 (MOS)-Fälteffekttransistor I

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

HÄLLEBERGSSKOLAN. Ur kursplanen för området elektronik i ämnet teknik:

Tentamen i Elektronik 5hp för E2/D2/Mek2

Grindar och transistorer

Pla$kondensator - Fälteffekt

Föreläsning 7 Fälteffek1ransistor IV

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

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

4:8 Transistorn och transistorförstärkaren.

Physics to Go! Part 1. 2:a på Android

Introduktion till halvledarteknik

Beskrivning elektronikkrets NOT vatten

Mätningar på transistorkopplingar

Definition av kraftelektronik

Elektronik 2018 EITA35

Tentamen i Elektronik fk 5hp

SM Serien Strömförsörjning. Transistorn

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

Föreläsning 5 pn-övergången II: Spänning&ström

Den bipolä rä tränsistorn

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

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

Föreläsning 1. Elektronen som partikel (kap 2)

Videoförstärkare med bipolära transistorer

Laboration: pn-övergången

Emtithal Majeed, Örbyhus skola, Örbyhus

Moment 1 - Analog elektronik. Föreläsning 3 Transistorförstärkare

Antennförstärkare för UHF-bandet

Laboration II Elektronik

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

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

Instruktion elektronikkrets till vindkraftverk

Tentamen i Elektronik för F, 13 januari 2006

Institutionen för tillämpad fysik och elektronik Umeå universitet. Agneta Bränberg TRANSISTORTEKNIK. Laboration.

HALVLEDARES ELEKTRISKA KONDUKTIVITET

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

FFY616. Halvledarteknik. Laboration 4 DIODER

Fasta tillståndets fysik FFFF05

Föreläsnng Sal alfa

Tentamen i Krets- och mätteknik, fk - ETEF15

Bra tabell i ert formelblad

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

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

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

Transkript:

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

deal transistor sänningsstyrd strömkälla i in out + + out V in - k V in V out - Ökande V in re-terminal komonent nsänning: V in tström: out =k V in - oberoende av V out V out isolerad från ingången! Hög förstärkning: D out /DV in stor! Hur konstruerar vi en biolär transistor? Varför behöver en transistor biaseras? V out 3

n-övergång strömmar under biasering ngen Sänning: Framsänning: acksänning: E Fn e a E F E F e a E Fn -d n d Framsänning: njecerar laddning stor diffusionsström 0 ex( a / ) acksänning: ar bort laddning: - mycket liten diffusionsström 0 Exonentiellt beroende a Oberoende av a 4

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 acksännd bas-kollektor Drar ut elektroner : oberoende av 5

E ökar iolär transistor: nn Electron diffusionsströmmar E ökar E 6

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 7

nn biolär transistor, geometri & doningar Emitter as Kollektor W E W W Doning DE Donator -ty DE P A D A Emitter Accetor P-ty - + E - + as D Kollektor 013-04-3 Föreläsning 8, Komonentfysik 01 8

eräkning av diffusions-strömmarna n (0) n i A ex( V E ) n ( W ) n i A ex( ) 0 W E DE n( W E ) n0 n (0) n i DE W P A ex( V E ) W D n ea ea n dn ( x) dx dn( x) dx Elektrongradient mellan Emittor-kollektor: Kollektorström (tsignal) Hål-Gradient mellan as-emittor: asström (insignal) 9

iolär transistor: nn från Analogelektroniken as Kollektor E Gemensam emitter (GE, E): E > 0 ( E 0.7 V) < 0 E > E E E Emitter bas ex( E / ) kollektor c = β E = + Oberoende av Styrs av E E emitter b F E 10

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 0.0 V E =0.810V V E =0.798V V E =0.781V E > 0.7V E - E > 0.-0.3V V E =0.0V 0 0 1 3 4 V ce (V) 11

Aktivt Mod as & Kollektorströmmar E ea nn W W ea E A n DE i i ex( ex( E E ) ) as E Kollektor Emitter E b h FE nw W E DE A 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! 1

1 minuts öving ermisk stabilitet En biolär transistor biaseras med E =0.7V vid =300K Ökar/Minskar strömmen om ökar till 340K? P ea n W n i ex( E ) E A Varför kan det leda till att transistorn går sönder? 13

Aktiv Mod vå-ort vid D - Storsignal ea W b E n DE 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 b F E emitter 14

Exemel nn transistor i aktiv mod ea nn W W ea E A n DE i i ex( ex( E E ) ) b h FE nw W eräkna E så att =5mA eräkna: & b! E DE A Doning & Geometri: DE = 10 5 m -3 A = 10 4 m -3 D = 10 3 m -3 A=10 4 µm W = 0.5 µm, W E =W = 5 µm Konstanter: µ n = 0.135 m /Vs µ = 0.045 m /Vs n i =10 16 m -3 V =5.6 mv e br =30 MV/m Sänningar: E = 1.7 V 15

Emittor minuter övning rita in minoritetsladdningarna as + E - + - Kollektor + E - + - ormal, Aktiv Mod E + E - + - Hålkoncentration + E - + - Elektronkoncentration 16

Oerationsmoder nverterad ottnad + E - + - Stryt + E - + - ormal, Aktiv Mod stor liten c beror å E + E - + - 0 0 A Hålkoncentration + E - + - Elektronkoncentration 17

iolär transistor: bottnad 0.1 Kollektorström (A) 0.08 0.06 0.04 0.0 0 Stryt 0 1 3 4 V ce (V) E > 0.V = 3 ma = ma = 1mA 0mA E > 0.6V 18

Early-effekten basviddsmodulation Emitter as Kollektor DE W P A D E = E,1 E, 1 W (1, eff e E A E ) 0 E = 0.7 V E - A 1 A - Earlysänningen 19 E

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 0

Strömmar: n transistor i aktiv mod ea W E n D ea nn W AE i i ex( ex( E E ) ) b h FE W W n E AE D b b 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: b n / b nn 0.1 1

Sammanfattning b, h fe : Strömförstärkning A Accetor doning as (m -3 ) DE Donatordoning emitter (m -3 ) D Donatordoning kollektor (m -3 ) A Earlysänning (V) 013-04-3 Föreläsning 8, Komonentfysik 01