Đang tải... (xem toàn văn)
Bài tập chuyển tiếp pn và transistor lưỡng cực
Bài tập chương 2: CẤU TRÚC MẠCH VI ĐIỆN TỬ Bài tập phần chuyển tiếp p-n 1. Cho một chuyển tiếp p-n tại T = 300 K với nồng độ pha tạp N d = 5.10 16 cm -3 ; N a = 2.10 16 cm -3 . Điện áp phân cực thuận đặt vào chuyển tiếp p-n V a = 0,61 V. Xác định nồng độ các hạt tải không cơ bản tại biên vùng điện tích không gian. ====== ĐS: p n (x n ) = 7,62.10 13 cm -3 ; n p (-x p ) = 1,9.10 14 cm -3 . 2. Tính chiều rộng vùng điện tích không gian và điện dung của chuyển tiếp p + - n silíc được phân cực ngược dưới điện áp là 5V, nếu nồng độ tạp N d = 2.10 16 cm -3 ; N a = 5.10 19 cm -3 . 3. Cho một chuyển tiếp p-n tại T = 300 K có nồng độ tạp N d = 3.10 16 cm -3 ; N a = 8.10 15 cm -3 và diện tích mặt cắt là A = 5.10 -5 cm 2 . Xác định điện dung của lớp chuyển tiếp này trong trường hợp a) V R = 2V và b) V R = 5V.=====ĐS: 0,694 pF và 0,478 pF. 4. Bằng thực nghiệm người ta xác định được điện dung của chuyển tiếp n + -p tại thế phân cực ngược V R = 4V là C = 1,10 pF. Hiệu điện thế tiếp xúc của chuyển tiếp này có giá trị V k 782,0 . Diện tích của mặt cắt A = 10 -4 cm 2 . Xác định nồng độ tạp chất của chuyển tiếp này ( N a và N d ).=======ĐS: N a = 7.10 15 cm -3 , N d = 4,17.10 17 cm -3 . 5. Cho diode sử dụng chuyển tiếp p-n có các thông số như sau: N d = 2,5.10 15 cm -3 ; N a = 4,5.10 18 cm -3 . Tìm điện áp V đặt vào diode để dòng qua diode là 1,5 mA. Cho biết độ linh động của lỗ trồng và độ linh động của điện tử lần lượt là sVcm h ./200 2 và sVcm e ./500 2 . Thời gian sống của hạt tải không cơ bản s he 1 , diện tích mặt cắt A = 0,01 cm 2 . 6. Thiết kế một diode dựa trên cơ sở chuyển tiếp p-n tại T = 300K có mật độ dòng lỗ trống và điện tử tương ứng là: 2 /20 cmAJ p và 2 5/ n J A cm tại V a = 0,65 V biết các thông số của lớp chuyển tiếp p-n như sau: n i = 1,5.10 10 cm -3 , D n = 25 cm 2 /s, D p = 10 cm 2 /s, ε si = 11,7, s np 7 00 10.5 ĐS: N a = 1,01.10 15 cm -3 và N d = 2,55.10 15 cm -3 7. Cho một chuyển tiếp p-n tại T = 300K có các thông số như sau: N d = 10 16 cm -3 ; N a = 5.10 16 cm -3 , D n = 25 cm 2 /s, D p = 10 cm 2 /s, s p 7 0 10.1 , s n 7 0 10.5 . Diện tích mặt cắt A = 10 -3 cm -2 . Chuyển tiếp p-n phân cực thuận với điện thế V a = 0,625 V. Hãy xác định: a. Dòng khuếch tán của điện tử tại biên vùng điện tích không gian của chuyển tiếp p-n. b. Dòng khuếch tán của lỗ trống tại biên vùng điện tích không gian của chuyển tiếp p-n. c. Dòng tổng cộng trong chuyển tiếp p-n. ĐS: 0,154 mA; 1,09 mA; 1, 24 mA. Bài tập chương 2: CẤU TRÚC MẠCH VI ĐIỆN TỬ Bài tập phần transistor lưỡng cực 8. Cho một transistor lưỡng cực sử dụng trong mạch tích hợp có các thông số như sau: N dE = 2.10 19 cm -3 ; N aB = 5.10 17 cm -3 và N dC = 3.10 15 cm -3 . Chiều rộng vùng emitter x E = 0,7 µm, chiều rộng vùng base x B = 0,5 µm và L e = 7µm. Tính hệ số khuếch đại dòng α và β. Cho biết độ linh động của lỗ trống µ h = 90 cm 2 /V.s và của điện tử là µ e = 450 cm 2 /V.s 9. Một transistor lưỡng cực sử dụng trong mạch tích hợp có hệ số khuếch đại β = 250, điện dung khuếch tán C D = 37,5 pF; điện dung vùng nghèo emitter C E = 2,5 pF; điện dung vùng nghèo collector C C = 1,5 pF. Tính độ hỗ dẫn g m và tần số ω β và ω T ; tần số cắt f T . Cho biết dòng collector I C = 1mA và kT/q = 0,026V. 10. Cho một transistor lưỡng cực sử dụng trong mạch tích hợp có các thông số như sau: N dE = 2.10 19 cm -3 ; N aB = 5.10 17 cm -3 và N dC = 5.10 14 cm -3 . Chiều rộng vùng emitter x E = 0,8 µm, Chiều rộng vùng base x B = 0,5 µm, L e = 10µm. Tính hệ số khuếch đại dòng α và β. Cho biết độ linh động của lỗ trống µ h = 90 cm 2 /V.s và của điện tử là µ e = 450 cm 2 /V.s 11. Transistor pnp có nồng độ trung bình các vùng E, B và C lần lượt là 10 19 cm -3 , 10 17 cm -3 và 10 15 cm -3 . Hãy vẽ giản đồ năng lượng của transistor trong chế độ làm việc bình thường. Tính giá trị của thế Fermi trong ba miền E, B và C. 12. Một transistor lưỡng cực được đặt chế độ điện áp trong vùng tích cực thuận có dòng base I B = 6µA, dòng collector I C = 510µA. Xác định các hệ số khuếch đại α, β và I E . . /V.s 11. Transistor pnp có nồng độ trung bình các vùng E, B và C lần lượt là 10 19 cm -3 , 10 17 cm -3 và 10 15 cm -3 . Hãy vẽ giản đồ năng lượng của transistor. mA. Bài tập chương 2: CẤU TRÚC MẠCH VI ĐIỆN TỬ Bài tập phần transistor lưỡng cực 8. Cho một transistor lưỡng cực sử dụng trong mạch tích hợp có các thông