Компьютерные книги
Главное меню
Главная Поиск по сайту Добавить материал О нас Карта книг Карта сайта
Реклама
computersbooks.net -> Добавить материал -> Аппаратное обеспечение -> Анисимов Б.В. -> "Машинный расчет элементов ЭВМ" -> 27

Машинный расчет элементов ЭВМ - Анисимов Б.В.

Анисимов Б.В., Белов Б.И., Норенков И.П. Машинный расчет элементов ЭВМ — М.: Высшая школа, 1976. — 336 c.
Скачать (прямая ссылка): mashinniyraschetelementov1976.djvu
Предыдущая << 1 .. 21 22 23 24 25 26 < 27 > 28 29 30 31 32 33 .. 177 >> Следующая

Q\\H'K = ntpI д* (3.13)
Поэтому
I = / д + / инж — I д + тр dl Jdt = / д +
+1гтр/фт' ехР (у/Фт') (dU/dt) = / д + сдиф dU/dt, (3.14)
где
СдИф = (Тр/фг) (/д — / г) - (3.15)
Уравнение (3.14) можно интерпретировать как уравнение первого закона Кирхгофа для цепочки параллельно соединенных зависимого от напряжения U источника тока /д и нелинейной емкости Сдиф. В результате в виде уравнений (3.14), (3.11) и (3.15) получается пока еще неполная математическая модель диода, которой соответствует эквивалентная схема на рис. 3.1.
Диффузионная емкость Сдиф определена в (3.15) как производная заряда инжектированных в базу дырок по напряжению U
на переходе. Действительно, Сдиф = dQmyK/dU = d {%pI^!dU = = (тр/ф7-)(/д — /г), что совпадает с (3.15).
Аналогично определяется и ток /п, изменяющий пространственный заряд Qn обедненной области, как ток, перезаряжающий барьерную емкость С б перехода, причем
Сб =dQJdif.
Величина емкости С б зависит от характера распределения примесей в обедненной области. Поэтому определим Сб для случаев: 1) резкого перехода и 2) плавного перехо-да. Резкий переход получил свое название из-за резкого перепада концентрации примесей в переходе. К таким переходам приближаются, например, переходы эмиттер — база в большинстве современных интегральных транзисторов. Зависимость концентрации примесей от х для резкого перехода можно аппроксимировать ступенчатой прямой (рис. 3.2), где принято х = 0 для металлургической границы перехода. Тогда для обедненной области в интервале [0, х2] р = qN„ а в интервале [хъ 0] р = = —qNa. Поскольку для переходов полупроводниковых приборов обычно используется существенно различная степень легирования р- и ft-областей, то примем А/а Л/д, откуда следует, что обедненная область значительно глубже распространяется в /г-полупроводник, чем в р-область. Следовательно, можно принять допущение, что W ^ х2 есть ширина всей обедненной области. При этом определим барьерную емкость резкого перехода. Интегрируя уравнение Пуассона, получаем [qNa/(ee0)]x = Е (х) —
— Е (0). Так как Е (.х2) = 0, то Е (0) = — [qNJ(tе0)] х2. Интег-
С С С
рируя вторично, имеем \-----х dx= \ Е (х) dx+ \-----x2dx или
J 88о j ее0
о оо
— [<7Мд/(28е0)] х\ = — ф0 + U. Отсюда
X2 = W = V2ее0 (ф0 - U)/(qNn). (3.16)
Но пространственный заряд
Qa = S\ pdx=SqNtW. ' (3.17)
о
Подставляя в (3.17) значение W из (3.16), получаем зависимость заряда Qn от напряжения на переходе: Qn = S ]/2880^д (ср0 — U), что дает следующую формулу для определения барьерной емкости:
СБ = 51/ее0^д/[2(ф0-^)],
С
ль
1цнж
Рис. 3.1. Упрощенная эквивалентная схема полупроводникового диода
Рис. 3.2. Профиль резкого электрон-ло-дырочного перехода
или
Сб = Св о [фо/(фо U)]n> (3.18)
где С во — барьерная емкость при нулевом смещении перехода: Сбо = 51/(0,586о^д)/Фо, п = 0,5. (3.19)
Для плавных переходов, примерами которых могут быть коллекторные переходы интегральных транзисторов, зависимость концентрации примесей от л: можно аппроксимировать линейной функцией Л/д = ах. Поступая, как и при выводе формулы для Сб резкого перехода, можно получить
СБ = S У (ег0)* qa/lUi^-U)],
или
СБ =СБо[фо/(фо — U)]n, что совпадает с (3.18), но п = 1/3, а СБо определяется как
Cbo = Si/ (б2бо9а)/(12ф0). (3.20)
В эквивалентной схеме диода емкости Сдиф и СБ представляются включенными параллельно. Обозначим
С = СдифСб , (3.21)
тогда общий ток перехода
/ = /д + С dU/dt. (3.22)
Уравнения (3.22), (3.11), (3.15) и (3.18) представляют собой
модель р-я-перехода, полученную целиком из теоретических по-
ложений. Модель диода отличается от модели р-я-перехода учетом, объемного сопротивле-ния тел р- и /г-области. Такое сопротивление гб, зависящее от степени легирования А полупроводника и его геометрических раз- °" меров и называемое сопротивлением базы,
включается в эквивалентную схему диода, показанную на рис. 3.3, последовательно С Рис. 3.3. Эквивалент-эквивалентной схемой р-я-перехода. ная схема полупровод-
Отличия реальных характеристик диода никового диода от теоретических. Практические наблюдения показали, что характеристики реальных диодов имеют некоторые отклонения от теоретических.
1. Сказанное касается ВАХ, где значения токов /д несколько ниже ожидаемых. Подобные отклонения можно объяснить прежде всего тем, что при получении теоретической модели не учитывалась генерация и рекомбинация подвижных носителей в обедненной области. Приблизить характеристику (3.11) к практически наблюдаемым характеристикам можно с помощью поправочного коэффи-
Предыдущая << 1 .. 21 22 23 24 25 26 < 27 > 28 29 30 31 32 33 .. 177 >> Следующая
Книги
Web-программирован-
ие
Аппаратное обеспечение Графика Руководство по П.О. Самоучитель Теория программирования Фотошоп Языки программирования
Новые книги
Вирт Н. "Систематическое программирование " (Теория программирования)

Эком "Microsoft Excel 2000 шаг за шагом Русская версия самоучитель " (Самоучитель)

Поляков А.Ю. "Методы и алгоритмы компьютерной графики в примерах Vizual C++" (Графика)

Баяковский Ю.М. "Графическая библиотека Open GL " (Графика)

Валиков А. "Технология " (Языки программирования)
Авторские права © 2013 ComputersBooks. Все права защищены.