Загрузил Виктория Королева

Курсовая Королева

реклама
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Национальный исследовательский технологический университет
«МИСиС»
(НИТУ «МИСИС»)
ИНСТИТУТ
КАФЕДРА
НАПРАВЛЕН
ИЕ (ПРОФИЛЬ)
Новых материалов
Технологии Материалов Электроники
Нанотехнологии и микросистемная техника
КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему:
Классификация полупроводниковых приборов
БНМТ-21Обучающийся (группы)
(аббревиатура)
Старший
преподаватель
Преподаватель
Оценка с учетом защиты
(должность)
(оценка)
Москва 2023
Королева В.Д
(Фамилия И.О.)
Борзых И. В.
(Фамилия И.О.)
(дата)
ЗАДАНИЕ
НА ВЫПОЛНЕНИЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ
Студенту группы БНМТ-21-1
1. Тема работы: «Классификация полупроводниковых приборов»
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
2. Исходные данные: прибор КТ819А (15 вариант)
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
Дата выдачи задания _____________________________________________________________________
Задание принял к исполнению студент
(подпись)
2
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ
1. Определение биполярного транзистора
Биполярный транзистор- это активный полупроводниковый прибор с двумя
взаимодействующими p-n-переходами и тремя выводами. Работа биполярного транзистора
обеспечивается носителями зарядов двух типов – электронов и дырок. Его структура состоит
из двух слоев полупроводника с одинаковым типом проводимости, разделенных тонким
слоем полупроводника с другим типом проводимости. Биполярный транзистор является
наиболее распространенным активным полупроводниковым прибором.
Биполярный транзистор состоит из трех слоев полупроводника, называемых
"база"(Б), "коллектор" (К), "эмиттер" (Э). Ток, протекающий через переход база – эмиттер
вызывает изменения сопротивления зоны эмиттер - коллектор, соответственно изменяется
ток коллектора Ік, причем его значения больше нежели базового. Это основной принцип
работы биполярного транзистора. Поскольку материал транзистора полупроводник, то ток
может
протекать
только
в
одном
направлении,
определяемом
типом
перехода.
Соответственно этим определяется полярность подключения транзистора (прямая - р-п-р,
обратная - n-p-n).
Основными материалами для изготовления биполярных транзисторов являются
кремний и арсенид галлия. По конструкции и технологии изготовления различают
биполярные транзисторы сплавные, эпитаксиально - диффузионные, планарные ( рис.1 )
Рис 1. Биполярные транзисторы
2. Области применения и преимущества биполярных транзисторов
3
Действие биполярного транзистора основано на использовании носителей заряда
обоих знаков (дырок и электронов), а управление протекающим через него током
осуществляется с помощью управляющего тока.
Их главным преимуществом является способность работать с высокими мощностями,
поэтому они используются в различных областях: в качестве элемента логических схем, для
усиления сигналов, коммутации, а также в линейных стабилизаторах напряжения,
усилительных каскадах электронных схем, генераторных устройствах. Кроме того, они
также обладают высоким коэффициентом усиления, что делает их незаменимыми для
усиления слабых сигналов, например в радиосвязи и аудиоусилителях.
3. Обозначение биполярных транзисторов на схеме
Для транзистора прямой проводимости (p-n-p транзистор) схематическое обозначение
показано на рис.2
Рис.2 Схематическое обозначение p-n-p транзистора
Для транзистора обратной
обозначение показано на рис.3
проводимости
(n-p-n
транзистор)
Рис.3 Схематическое обозначение n-p-n транзистора
4
схематическое
4. Классификация биполярных транзисторов
Биполярные транзисторы условно подразделяются на различные типы в соответствии
со следующими измерениями параметров:
 По значению граничной частоты:
транзисторы подразделяются на низкочастотные (до 3 МГц), среднечастотные (от 3 до 30
МГц) и высокочастотные (свыше 30 МГц). Транзисторы, у которых fгр ≥ 300 МГц, называют
сверхвысокочастотными.
 По материалу:
Германиевые и кремниевые
 По мощности
Малой мощности (Рмах < 0,3Вт), средней мощности (Рмах = 1,5Вт) и большой мощности
(Рмах > 1,5Вт)
 По виду проводимости:
Типа p-n-p и типа n-p-n
5. Основные схемы включения
Вне зависимости от типа транзистора (n-p-n или p-n-p) применяют три основные
схемы включения транзисторов в усилительные или иные каскады. Различие в способах
включения зависит от того, какой из трех электродов транзистора является по переменному
току общим для входной и выходной цепей каскада. Основные схемы включения
транзисторов называются соответственно схемами с общими эмиттером (ОЭ), базой (ОБ) и
коллектором (ОК) (рис.4). Любая схема включения транзисторов в усилительных каскадах
предполагает активный режим работы (то есть на эмиттерный переход подается прямое
напряжение, на коллекторный – обратное). Для каждой из трех смех включения транзистора
существует свое семейство статических характеристик.
В схеме с общей базой входные характеристики выражают зависимость тока эмиттера
(iэ) от напряжения на эмиттерном переходе uэ-б при неизменном напряжении коллекторного
перехода uк-б и соответствуют обычному ходу ВАХ диода при прямом включении. Это
хорошо иллюстрируется характеристикой при uк-б = 0, когда у транзистора работает только
один p-n-переход (эмиттерный).
5
Выходные характеристики транзистора в схеме с общей базой выражают зависимость
тока коллектора iк от напряжения uк-б на коллекторном переходе при определенной величине
тока эмиттера iэ. При iэ = 0 выходная характеристика выражает обычную зависимость тока
диода от приложенного в обратном направлении напряжения
Рис 4. Включение биполярного n-p-n транзистора по схеме: 1- с (ОЭ); 2- с (ОК); 3- с (ОБ)
6
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1. Биполярный транзистор КT819A
1.1 Условные обозначения
Первый элемент – К. Исходный материал Si или его соединения
Второй элемент – Т. Подкласс ( группа ) транзистора: биполярный транзистор
Третий элемент – 8. Основные функциональные возможности транзистора: с
граничной частотой 3...30 МГц
Четвертый элемент – 19. Порядковый номер разработки технологического типа
транзистора
Пятый элемент – А. Группа прибора
Изображения биполярного транзистора KT819A и параметры его корпуса
представлены на рис.5
Рис 5. Биполярный транзистор KT819A и параметры корпуса
1.2 Технические характеристики
7
Таблица 1. Предельные значения параметров биполярного транзистора КТ819Апри T=25℃
Предельные значения параметров КТ819А при 25℃
Структура
технологии и
материал
Uкб оп
(В)
n-p-n, Si
40
UкэR,
Uкэ0
(В)
40
Uэб0
Iэ (А)
Iк.и. max
(A)
5
15
max
Iк max
(мА)
Pk max
(Вт)
Hfe
(В)
5
10
60
Таблица 2. Значения параметров биполярного транзистора КТ819А при T=25℃
Значения параметров биполярного транзистора КТ819А при
Температуры
T=25℃
Iэбо (мА)
Iкбо , Ikг
(мА)
Fгр
Кш
(МГц)
(дБ)
Cк (пФ)
Сэ (пФ)
Tп max
Т max (℃)
(℃)
≤1
1
≥3
<2
<1000
<2000
125
-40…+100
Условные обозначения электрических параметров для биполярнных транзисторов
1) Iк max - максимально допустимый постоянный ток коллектора транзистора.
2) Iк.и. max - максимально допустимый импульсный ток коллектора транзистора.
3) UкэR max - максимальное напряжение между коллектором и эмиттером при
заданном токе коллектора и сопротивлении в цепи база-эмиттер;
4) Uкэ0 max - максимальное напряжение между коллектором и эмиттером
транзистора при заданном токе коллектора и токе базы, равным нулю;
5)
Uкб0 max - максимальное напряжение коллектор-база при заданном токе
коллектора и токе эмиттера, равным нулю;
6) Uэбо max - максимально допустимое постоянное напряжение эмиттер-база при
токе коллектора, равном нулю;
8
7) Рк max - максимально допустимая постоянная мощность, рассеивающаяся на
коллекторе транзистора;
8) Iкбо- обратный ток коллектора. Ток через коллекторный переход при заданном
обратном напряжении коллектор-база и разомкнутом выводе эмиттера;
9) Iэбо- обратный ток эмиттера. Ток через эмиттерный переход при заданном
обратном напряжении эмиттер-база и разомкнутом выводе коллектора;
10) fгр - граничная частота коэффициента передачи тока;
11) Кш - коэффициент шума транзистора;
12) Ск - емкость коллекторного перехода;
13) Сэ - емкость эммитерного перехода;
14) Тп max - максимально допустимая температура перехода;
15) Т max - максимально допустимая температура окружающей среды;
16) Тип корпуса: КТ-28-2 (TO-220AB).
Вывод: Транзисторы КТ819А кремниевые мезаэпитаксиально-планарные
структуры n-p-n переключательные. Они предназначены для применения в
усилителях и переключающих устройствах, также используются для работы в
узлах и блоках электронной аппаратуры общего назначения. Выпускаются в
пластмассовом
корпусе
с
жёсткими
выводами.
Маркируются
цифро-
буквенным кодом на корпусе транзистора. Тип корпуса КТ-28-2 (TO-220AB),
категория качества «ОТК», масса транзистора не более 2,5 г
BD663, BD705, TIP41, 2N6288, 2N6289, 2SC1354.
2. Аналог 2N6289
2.1 Условные обозначения
По системе обозначений JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council)
Первый элемент – 2. Cоответствует числу p-n переходов: 2
Второй элемент – N.
9
Третий элемент – 6289. Указывает на разбивку приборов одного типа на
типономиналы по различным характеристикам.
Изображения биполярного транзистора 2N6289 и параметры его корпуса
представлены на рис.6
Предельные значения параметров 2N6289 при 25℃
Структура
технологии
Uкбо (В)
Uкэ0 (B)
40
40
n-p-n
UкэR
(В)
Uэб0 max
(В)
Iэ
(А)
Iк.и. max
(A)
Iк max
(мА)
Pk max
(Вт)
5
5
7
10
40
40
Значения параметров биполярного транзистора КТ819А при
Hfe
30
Температуры
T=25℃
Iкбо (мА)
Iэбо (мА)
Fгр
Кш
(МГц)
(дБ)
Cк (пФ)
С (пФ)
Tп max
Т max (℃)
(℃)
≤1
1
10
-
0
-
150
-65…+150
представляет собой кремниевый NPN транзистор, предпочтительный для
использования в коммутационных и линейных системах средней мощности
10
Скачать