Bài tập chuyển tiếp pn và transistor lưỡng cực

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 Nd = 5.1016 cm-3; Na = 2.1016

cm-3 Điện áp phân cực thuận đặt vào chuyển tiếp p-n Va = 0,61 V Xác định nồng độ các hạt tải không cơ bản tại biên vùng điện tích không gian.====== ĐS: pn(xn) = 7,62.1013

cm-3;

np (-xp)= 1,9.1014 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 Nd = 2.1016 cm-3; Na = 5.1019 cm-3

3 Cho một chuyển tiếp p-n tại T = 300 K có nồng độ tạp Nd = 3.1016 cm-3; Na = 8.1015 cm-3

và diện tích mặt cắt là A = 5.10-5 cm2 Xác định điện dung của lớp chuyển tiếp này trong trường hợp a) VR = 2V và b) VR = 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 VR = 4V là C = 1,10 pF Hiệu điện thế tiếp xúc của chuyển tiếp này có giá trị

V

k 0,782

 Diện tích của mặt cắt A = 10-4 cm2 Xác định nồng độ tạp chất của chuyển tiếp này ( Na và Nd).=======ĐS: Na = 7.1015

cm-3, Nd = 4,17.1017cm-3.

5 Cho diode sử dụng chuyển tiếp p-n có các thông số như sau: Nd = 2,5.1015 cm-3; Na = 4,5.1018 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 h 200cm2/V.s và

s V cm

 Thời gian sống của hạt tải không cơ bản e h 1s, diện tích mặt cắt A = 0,01 cm2

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: J p 20A/cm2và J n 5A cm/ 2 tại Va = 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, p0 n0 5.107s

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: Nd = 1016 cm-3; Na = 5.1016 cm-3, D n = 25 cm 2 /s, D p = 10 cm 2 /s, p0 1.107s, n0 5.107s Diện tích mặt

cắt A = 10-3

cm-2 Chuyển tiếp p-n phân cực thuận với điện thế Va = 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:

NdE = 2.1019 cm-3; NaB = 5.1017 cm-3 và NdC = 3.1015 cm-3 Chiều rộng vùng emitter xE = 0,7 µm, chiều rộng vùng base xB = 0,5 µm và Le = 7µm Tính hệ số khuếch đại dòng

α và β Cho biết độ linh động của lỗ trống µh = 90 cm2/V.s và của điện tử là µe = 450

cm2/V.s

9 Một transistor lưỡng cực sử dụng trong mạch tích hợp có hệ số khuếch đại β = 250, điện dung khuếch tán CD = 37,5 pF; điện dung vùng nghèo emitter CE = 2,5 pF; điện dung vùng nghèo collector CC = 1,5 pF Tính độ hỗ dẫn gm và tần số ωβ và ωT; tần số cắt fT Cho biết dòng collector IC = 1mA và kT/q = 0,026V

10 Cho một transistor lưỡng cực sử dụng trong mạch tích hợp có các thông số như sau:

NdE = 2.1019 cm-3; NaB = 5.1017 cm-3 và NdC = 5.1014 cm-3 Chiều rộng vùng emitter xE = 0,8 µm, Chiều rộng vùng base xB = 0,5 µm, Le = 10µm Tính hệ số khuếch đại dòng α

và β Cho biết độ linh động của lỗ trống µh = 90 cm2/V.s và của điện tử là µe = 450

cm2/V.s

11 Transistor pnp có nồng độ trung bình các vùng E, B và C lần lượt là 1019 cm-3, 1017

cm-3 và 1015 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 IB = 6µA, dòng collector IC = 510µA Xác định các hệ số khuếch đại α, β và IE