Model Ebersa-Molla

advertisement
WŁAŚCIWOŚCI PÓŁPRZEWODNIKÓW
Struktura kryształu krzemu i tetraedr koordynacyjny
utworzony przez najbliższych sąsiadów każdego jonu
Si+4 (a=108o29')
Model planarny periodycznej struktury półprzewodnika
Krzem w grupie węglowców
Element
Parametr
C
grafit
Si
Ge
Sn
Pb
diament
masa atomowa
12.01115
28,09
72,60
118,70
207,21
liczba atomowa
6
14
32
50
82
ilość elektronów
na ostatniej powłoce
4
4
4
4
4
wartościowość
+4
+4
+4
+2, +4
+2, +4
5,0x1022
4,4x1022
gęstość atom. [#/cm3]
stała sieci [nm] w 300K
0,337
0,3567
0,54308
0,56575
0,64892
(szara)
4,95
odl. m. jonami [nm]
0,142
0,154
0,235
0,244
0,28(szara)
0,350
gęstość [g/cm3]
2,25
3,52
2,32
5,323
5,8(a-szara)
7,3(b-biała)
11,34
8.10-6
1012
2.103
0,4
1,2.10-7(sz)
2,1.10-7
1-6
0,8
2,6
5,8
26,7
29
300
2000
150
60,6
65
38
-
>3550
1420
937
231
327
2520
1830
1580
1390
832
rezystywność [m]
dylatacja [ppm/K]
przew. cieplna [W/mK]
temp. topnienia [oC]
temp.[oC] prężności par 10-1
mbar
E
E
E1
E2
EC
Eg
E3
EV
r
a
0
Tworzenie się pasm energetycznych po zbliżeniu jonów na odległość stałej sieci a oraz
położenie poziomu EC (zwykle pustego w półprzewodnikach w T=0 K)
i poziomu EV zapełnionego elektronami w T=0 K
W półprzewodnikach (i dielektrykach) istnieje pomiędzy pasmem
walencyjnym o największej energii EV a pasmem przewodnictwa o
najmniejszej energii EC zakres energii wzbronionej dla elektronów
walencyjnych – przerwa energetyczna
E g  EC - EV
Minimalny poziom energetyczny EC jest energią potencjalną elektronów w paśmie
przewodnictwa; każdy nadmiar ponad EC jest energią kinetyczną w całkowitej
energii E prawie swobodnie przemieszczającego się elektronu w przestrzeniach
międzywęzłowych sieci krystalicznej półprzewodnika
me*vth2
E  EC 
2
*
gdzie: me - tzw. masa efektywna elektronu, czyli masa, która uwzględnia także oddziaływanie
periodycznego pola sieci krystalicznej na elektron, vth - średnia prędkość termiczna elektronu.
Generacja pary
elektron-dziura
w strukturze
wiązań
walencyjnych
półprzewodnika
Prawdopodobieństwo obsady dozwolonego kwantowymi prawami wyboru stanu o
energii E przez elektron w półprzewodniku o temperaturze T jest wyrażone funkcją
Fermiego-Diraca
f n E , T  
1
 E - EF 
1  exp

 kT 
gdzie: EF –poziom Fermiego, hipotetyczny stan energetyczny odniesienia, w
którym prawdopodobieństwo znalezienia elektronu wynosi fn(EF,T)=0,5, k - stała
Boltzmanna: k=8,857.10-5 eV/K.
E
EC
EF
T=0
T1
T1<T2
Funkcje Fermiego-Diraca dla elektronów fn(E)
i dziur fp(E) w różnych temperaturach
EV
0
fp.(E) 1,0
0,5
1,0
0,5
0
fn(E)
1.2.
PÓŁPRZEWODNIKI DOMIESZKOWANE
nn
ND
n-Si (ND=1016 cm-3)
zakres samoistny
2
zakres domieszkowy
1
pękanie
wiązań
walencyjnych
jonizacja
domieszek
0
100
200
Ts
300
400
500
600
[K] T
Ti
Względna koncentracja elektronów w funkcji temperatury
SZUMY W PÓŁPRZEWODNIKACH
W półprzewodnikach występują cztery podstawowe mechanizmy szumów, które powodują, że
prądy i napięcia fluktuują w sposób przypadkowy wokół wartości średniej.
1. Szumy cieplne (thermal noise), szumy śrutowe (shot noise), szumy generacyjnorekombinacyjne (G-R noise) i szumy migotania (flickier noise – albo szum typu 1/f).
Szumy cieplne powstają na skutek oddziaływań drgań cieplnych sieci krystalicznej
półprzewodnika w temperaturze T>0 na nośniki ładunku. Ich ruch cieplny z kolei wywołuje
chaotyczne zmiany napięcia un,th(t) lub prądu in,th(t) fluktuujące wokół wartości średnich lub ,
obserwowane pomiędzy zewnętrznymi elektrodami próbki półprzewodnika o rezystancji R.
c)
a)
d)
b)
R(w 0 K)
R
In
Un
R
G=1/R(w 0K)
Un
R
a) Szumiący rezystor rzeczywisty i jego równoważne źródła szumów:
b) - napięciowe, c) - prądowe oraz d) - warunki maksymalnego przekazu mocy
szumów
2. Szum śrutowy występuje przy przepływie prądu przez barierę potencjału w aktywnych
przyrządach półprzewodnikowych i jest efektem mikroskopowej, dyskretnej natury prądu: I=Nq/t - jako
strumienia skończonej liczby N nośników o ładunku q. Średnia kwadratowa wartość szumu śrutowego
zgodnie z teorią Schottky'ego wynosi
in2,sh  2qI 0 B
)
gdzie I0 - wartość średnia prądu, B=Df - przedział częstotliwości, w którym mierzony jest szum.
3. Szum generacyjno-rekombinacyjny (szumy G-R), który powstaje przy fluktuacjach prędkości
generacji, rekombinacji i pułapkowania nośników ładunku. Prąd szumów G-R zależy od średniego
czasu życia nośników ładunku; generowanych elektronów w paśmie przewodnictwa tn
I n ,G - R 
const
B
2
1  2π n f 
Po przyłożeniu pola elektrycznego także w półprzewodnikach pojawia się
4. Szum migotania. Źródło prądowe tych szumów zapisywane jest w postaci
I n ,1 / f
kI 0a B

fb
gdzie: a2, b=0,8...1,4. Szum migotania jest głównym szumem obserwowanym poniżej 10
kHz i malejącym z częstotliwością. Jest związany z prądami upływności przez stany
powierzchniowe, które przechwytują część nośników. Stała czasowa przebywania nośników w
pułapkach może być dostatecznie długa. Przy bardzo niskich częstotliwościach szumy te mają
charakter przypadkowych trzasków we wzmacniaczach akustycznych (tzw. popcorn noise).
Niektóre efekty mogą być związane z obecnością ziaren i innych defektów krystalicznych.
Szumy migotania słabo zależą od temperatury.
DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWE
obszar złącza p-n
a)
anoda
p-baza
katoda
n-baza
iD
b)
c)
uD
iD
uD
d)
a) Przekrój, b) symbol
graficzny diody złączowej
p-n oraz
c) charakterystyka
prądowo-napięciowa i d)
symbol diody idealnej
Aby ocenić przydatność diody w różnorodnych układach elektronicznych
określane są jej maksymalne, dopuszczalne oraz charakterystyczne prądy i
napięcia:
URWM - maksymalne napięcie wsteczne, które może być
wielokrotnie przykładane do diody,
UR - maksymalne stałe napięcie wsteczne,
URSM - maksymalne napięcie wsteczne, które niepowtarzalnie
może być przyłożone do diody,
IFSM - maksymalny prąd przewodzenia,
UF
- napięcie przewodzenia przy stałym określonym prądzie,
IR
- prąd wsteczny przy określonym napięciu rewersyjnym
i temperaturze złącza Tj.
iD
[mA]
ID
uD
100
50
UBR
uR
[V]
100
50
0,4
0,8
[V]
uD
UK
50
100
[A]
iR
Charakterystyka napięciowo-prądowa
krzemowej diody złączowej rzeczywistej
Prąd diody rzeczywistej w kierunku przewodzenia składa się głównie z dwóch prądów: rekombinacyjnego i
dyfuzyjnego
(3.1)
gdzie:
 u -i r
iD  I GR 0 exp D D S
  2U T
 u -i r
 
 - 1  I 0 exp D D S
 
  UT
 
 - 1
 
IGR0 -zerowy prąd generacyjno-rekombinacyjny w obszarze
złącza p-n przy uD=uF0,
I0 - prąd rewersyjny nasycenia nośników mniejszościowych
przy uRuD0,
rS - rezystancja szeregowa diody,
UT - potencjał termiczny elektronów: UT =kT/q ( 25,8 mV w 300 K),
uD-iDrS - napięcie bezpośrednio na złączu, przeciwne napięciu
dyfuzyjnemu
a)
b)
I BV
(I0, n=1)
A
iD
(IKF0, n˜ 2)
rS
(IBV, nBV)
K
A
iR
UBR
rR
(IGR0, n=2)
K
Schemat
zastępczy
diody
rzeczywistej: a) w kierunku
przewodzenia,
b) w kierunku zaporowym
iD
iD
IFSM
IS
IS
uD
t
uD
UM
t
Praca diody prostowniczej:
UM i I FSM - maksymalne wartości
napięcia i prądu diody
Diody impulsowe
rd
Id
rF < R <rR
Cd
rS
Cj
Ud -Id rS
iD(t)
u(t)
t1
t
Ud
Efekty dynamiczne diody impulsowej
uD(t)
uD(t)
UF
t1
t3
t
-UR
uB(t)
t
t 1 t2 t3
t4
t
uJ(t)
t
iD(t)
IF
tON
IS
0,1IR
t
-IR
tS
tf
tOFF
Załączenie i przełączenie diody p+-n generatorem napięciowym:
a) - napięcia na diodzie,
b) - napięcia na bazie diody,
c) - napięcia na złączu,
d) - prąd płynący przez diodę
iD(t)
ID
a)
t
uB(t)
UB
b)
t
uJ(t)
c)
UJ
t
uD(t)
UFmax
UF
d)
Procesy przejściowe w diodzie pracującej przy dużych impulsach prądowych:
a) - prąd płynący przez diodę,
b) - napięcie na rezystancji szeregowej bazy,
c) - napięcie na złączu p+-n,
d) - całkowity przebieg napięcia na diodzie
UB
UJ
tON
t
Diody stabilizacyjne
iZ
U Z U ZK
uZ
I MIN
optymalny
punkt
pracy
I Z iZ
uZ
PMAX
I MAX
Diody tunelowe
iD
[mA]
400
iD
a)
b)
IP
300
IR
200
IV
100
0
0,1 0,2 0,3
0,4 uD[V]
UP UR UV
UDD uD
Model komputerowy diody (SPICE)

 u
iD  ISexp D
 NU T

 
 - 1
 
(3.75)
TNOM=27oC
gdzie: IS - prąd nasycenia w temperaturze nominalnej
(IS), N - współczynnik emisji (n) parametry komputerowe, które mają w programie wbudowaną wartość – SPICE default
RS
 iD
. Model małosygnałowy diody w SPICE/Pspice
+
uD
-
Cj
Tranzystory bipolarne
n+ p
E
n
C
p+ n
E
B
E
C
B
C
B
p
E
C
B
Struktury n-p-n i p-n-p tranzystorów bipolarnych oraz ich symbole układowe: E - emiter, C - kolektor, B - baza
E
B
C
bez polaryzacji
qU EB= +0,6eV
b)
-qUCB= -10eV
a)
c)
xE
n+ p n
E
IE
C
E
IRG
z polaryzacją
xB
InE
InC
I pE InE-In I
IC
CO
C
RC
B
_ _UEB IB
UBE
B
UCB _ _
UCC
xE xB xC
a) Przekrój planarnego tranzystora bipolarnego n -p-n, b) diagram pasm
energetycznych, c) jednowymiarowy model tranzystora przy polaryzacji do pracy w
układzie wzmacniającym uEB>0 i uCB<0 (z zaznaczonymi strumieniami elektronów
i dziur
)
x’
x’E 0’ 0
noE
a)
IE
xB x
0”
x”
poB
+
E(n )
pE(x’)
noC
C (n)
poC
B (p)
nB(x)
IC
noB
RE
pC(x’’)
RC
poE
UEE
UEB
IB
UCB
UCC
IE=InE+IpE
InE
IC=InC+IpC
b)
InC
IpE
IpCICO
a) Rozkłady nośników, b) rozkłady prądów dyfuzyjnych w tranzystorze n+-p-n
przy pracy w stanie normalnym aktywnym, gdy xB<<LnB (noE, poE i noC, poC - stany
równowagowe koncentracji nośników w emiterze i kolektorze)
IC[mA]
8
IE=8 mA
= 6 mA
4
=4 mA
=2 mA
IE =0 mA
1
0
-5
-10[V]
Charakterystyki wyjściowe tranzystora dla konfiguracji wspólnej bazy
UBC
OB
OE
OC
C
E
C
E
B
B
uWY
uWE
uWY uWE
B
uWY
uWE
E
Trzy konfiguracje pracy tranzystora bipolarnego
C
Konfiguracja OE
iC
C
uBC
RB B
iB
uBB
+
n
RC
p
n+
+
uBE
iE
UCC
E
Jednowymiarowa struktura tranzystora n+-p-n
w konfiguracji OE
Model Ebersa-Molla
E
C
E
C
B
B
aRiR
aFiF
aRiR
E iE
iC C
iF
iR
aFiF
E iE
iC C
iF
iR
iB
uBE
iB
uBC
uBE
uBC
B
  u
iE  - I ES exp BE
  n EU T
B
  u
 
 - 1  a R I CS exp BC
 
  nCU T
  u
iC  a F I ES exp BE
  n EU T
  u
 
 - 1 - I CS exp BC
 
  nCU T
Modele Ebersa-Molla dla tranzystorów n-p-n i p-n-p
 
 - 1
 
 
 - 1
 
- prąd rewersyjny nasycenia złącza emiterowego przy zwartym (S – short) złączu kolektorowym (prąd zerowy przy = 0), prąd rewersyjny nasycenia złącza kolektorowego przy zwartym złączu emiterowym (prąd zerowy przy = 0), nE i nC współczynniki
nieidealności
(emisji)
złącza,
kolejno,
emiterowego
i
kolektorowego,
- stałoprądowy współczynnik wzmocnienia prądowego tranzystora w konfiguracji wspólnej bazy (OB) przy aktywnej pracy
normalnej wg definicji (4.3), - stałoprądowy współczynnik wzmocnienia prądowego dla konfiguracji OB przy aktywnej
pracy inwersyjnej (zwrotnej).
iC
I Bn
I B2
I B1
IB  0
U AF
uCE
0
Charakterystyki wyjściowe dla konfiguracji OE
 u
i E  a R I CS exp BC
 nCU T
  uCE 
 1 

  U AR 
U AR - napięcie Early’ego dla pracy inwersyjnej
Małosygnałowy wzmacniacz na tranzystorze bipolarnym w konfiguracji OE
UCC
a)
RB
RC C
2
RB
b)
C1
IB
UBC
RC
IC
+
UCC
UBE
uWE
uWY
RE
IE
RE
a) Małosygnałowy stopień wzmacniania na tranzystorze n-p-n,
b) układ polaryzacji stałoprądowej tranzystora
a Tb,

2 πafT
a)
Ic
a
b0
b0
Ic
2
b(j)
100
-20 dB/dek=-6 dB/okt
10
a0
a 1
2
b
 0
Ib
aj

fb= fT /bfT fa
c)
b
Wyznacza sie maksymalną częstotliwość przenoszenia
fT jako
fT 
gm
b f
2π  C je  Cde  C jc 
logf
Zależności częstotliwościowe: a) - modułów małosygnałowych
współczynników wzmocnienia b dla OE i dla OB, , b) – fazy b,
oraz c) idealny diagram wektorowy amplitud zespolonych prądów
tranzystora
π
4
π
2
-
b)
Małosygnałowe parametry użytkowe tranzystorów bipolarnych w podstawowych konfiguracjach układowych
OE
OB
OC
Impedancja wejściowa
Zwe
średnia
rbe
mała
rbe/bF
duża
rbe+(1+bF)()
Impedancja wyjściowa
duża
bardzo duża
mała
Wzmocnienie prądowe
duże
<1
aF= bF /(1+ bF)
duże
bF+1
bF
Wzmocnienie
napięciowe
<1
Wzmocnienie mocy
bardzo duże
duże
średnie
Częstotliwości graniczne
małe
fb
duże
fabF fb
małe
 fb
uBE(t)
UF
a)
t
-UR
iB
IB1
b)
-IB2
t
iC(t)
bFIB1
ICsat
0,9IC1
t
QS
c)
ICEO
0,1IC1
t
uCE(t)
UCC
d)
UCEsat
td
tr
ts
tf
t
Odpowiedzi tranzystora na idealny (prostokątny) impuls załączenia i
przełączenia ze źródła napięciowego od UF do -UR:
a) - napięcia na złączu emiterowym,
b) - prądu bazy,
c) - prądu kolektora z zaznaczonym ładunkiem przesterowania bazy QS
d) - napięcia na tranzystorze
F
a)
IE
F
b)
UCB
lgF
Typowe zależności współczynnika szumów tranzystora: a) od prądu
emitera,
b) od napięcia na kolektorze,
c) od częstotliwości
1/f
FP
c)
fc
lgf
TRANZYSTORY POLOWE
Tranzystory polowe złączowe - JFET:
- z kanałem typu n: uDS>0, iD>0, uGS<0 i UP<0
D
obszar p+
iD
obszar n+
iD
D
uDS
obszar n
G
iD
uDS-uGS=UP
uGS=0
IDSS
G
uGS
S
uGS=-UP
S
UP
uGS
uDS
- kanałem typu p: uDS<0, iD<0, uGS>0 i UP>0
iD
D
obszar n+
iD
obszar p+
G
UP uGS
D
uDS
uGS=UP
uDS
obszar p
iD
G
uGS
S
-IDSS
S
uGS=0
uDS-uGS=UP
Przekroje, symbole graficzne, sposób polaryzacji oraz charakterystyki przejściowe i wyjściowe tranzystorów polowych złączowych (JFET)
Tranzystory polowe z izolowaną bramką (MOSFET) normalnie włączone:
- z zubożanym kanałem typu n: uDS>0, iD>0, uGS<0 i UP<0
uDS=uGS-UP
Izolacja
D n+
iD
iD
bramki
iD
SiO2
uGS>0
D
G
G
B
uDS
ID0
uGS=0
uBB
kanał n
uGS
S
uGS<0
S
n+
UP
uGS
uDS
- z p-kanałem zubożanym: uDS<0, iD<0, uGS>0 i UP>0
iD
Izolacja D
UP uGS
p+
bramki
iD
SiO
2
uDS
D
G
kanał p
iD
G
B
uBB
n
uGS
S
uDS
uGS>0
ID 0
uGS=0
+
S p
uGS<0
uDS=uGS-UP
Przekroje, symbole graficzne, sposób polaryzacji oraz charakterystyki przejściowe i wyjściowe tranzystorów polowych z izolowana bramką z
kanałem zubożanym (MOSFET)
Tranzystory polowe z izolowną bramką MOSFET normalnie wyłączone:
- ze wzbogacanym kanałem typu n: uDS>0, iD>0, uGS>0 i VT>0
uDS=uGS-VT
Izolacja
D n+
iD
iD
bramki
iD
SiO
2
D
G
p
G
B
uDS
uGS>0
uBB
kanał n
uGS
S
VT uGS
S n+
uDS
uGS=VT
- ze wzbogacanym kanałem typu p: uDS<0, iD<0, uGS<0 i VT<0
iD
+
Izolacja
p
D
VT
uGS
bramki
iD
SiO2
uGS=-VT
iD
uDS
D
G
n
G
B
uDS
-uGS
uBB
kanał p
uGS
S
p+
S
uDS=uGS-VT
Przekroje, symbole graficzne, sposób polaryzacji oraz charakterystyki przejściowe i wyjściowe tranzystorów polowych z izolowana bramką z
kanałem wzbogacanym (MOSFET)
B
Gb
p+
n
S
rSS
n
Gt
D
CGTS p++CGTD
iDT
rDD
p CBGb
CBGb
iDB
CGbS
CGbD
a)
CBGb
CgTd
b)
GT
ggTd
ggTs
CgTs
ugTs
gdsT
gmTugTs
rss
rdd
D
S
ugBs
ggBs
CgBs
gdsB
gmBugBs
GB
ggBb
ggBd
CgBb
CgBd
B
a) Monolityczny n-JFET w układzie scalonym wykonany w technologii BiFET, b) – i jego małosygnałowy schemat zastępczy z dwoma
źródłami prądowymi
MODEL KOMPUTEROWY JFET W SPICE/PSpice
RS
iD
RD
S
D
Cgs
IGS IGD
Cgd
G
Model tranzystora n-JFET w SPICE/PSpice
TRANZYSTOR POLOWY Z IZOLOWANĄ BRAMKĄ (MOSFET)
Al bramka z warstwą SiO2 (oxide)
(Gate)
dren (Dren)
źródło
(Source)
SiO2
n+
L’
n+
L
podłoże (Body) p-Si
n-kanał
W
Przekrój poprzeczny tranzystora n-MOS z zaindukowanym kanałem
typu n w zakresie nasycenia przy uDS>uGS - VT (skróconym do
długości L’)
iD
IDS0
nachylenie jest efektem
skrócenia kanału do L’
uDS=uGS-VT
zakres
liniowy
1,00
0,75
uGS-VT
=1
UGS0-VT
...=0,867
zakres
nasycenia
0,50
...=0,707
0,25
...=0,5
stan odcięcia
0
0,5
1,0
1,5
2,0
...=0,0
uDS
UGS0-VT
Charakterystyki wyjściowe tranzystora MOSFET
(znormalizowane względem uGSUGS0 oraz iD= IDS0)
Cgd
rdd
G
D
ugs’
Cgs
gds
Cdb
gmugs’ gmbubs
S’
a)
rss’
ubs
Cgb
Cbs
S
B
Cgd
G
D
Cgs
gds
ugs
gmugs
Cdb
gmbubs
b)
S
ubs
Cbs
Cgb
B
Małosygnałowy model tranzystora MOSFET:
a) z uwzględnieniem rezystancji szeregowych rdd i rss,
b) z pominięciem tych rezystancji
PRZYRZĄDY OPTOELEKTRONICZNE
h
U
L
I
Fotorezystor
obszar A
-UR
Fotodioda
+
p
x)
0
i
W
+
n
h
baza
p
emiter
n
n
UCE
kolektor
n+
p
IE
a IE n
IL
Fototranzystor
Dioda punktowa LED
Dioda planarna
Lp
tlenek
epi-GaAsP
rS
p
+
n
U
n -GaP
warstwa refleksyjna
b)
a)
R
Cp
Cj(U)
rd(U)
c)
Konstrukcje luminescencyjnej diody: a) - punktowej i b) - planarnej w wyświetlaczu
cyfrowym oraz c) symbol graficzny i schemat zastępczy diody
GaAs
Si
Kompaktowy transoptor składający się z LED i fotodiody krzemowej
zalanych w żywicy polimerowej i jego symbol graficzny
obszar optycznie aktywny
L
I

p
n
kontakt
omowy

powierzchnia szlifowana
(lustro półprzepuszczalne)
emisja laserowa
w dalekiej przestrzeni (,
Złącze p-n diody laserowej z lustrzanymi
płaszczyznami tworzącymi rezonator optyczny
Fabry-Perota
TERYSTORY
uA
uA
iA
J1
J2
J3
anoda
iA
pE T
nB
iA
i B1 T1
Cj1
T1(p-n-p)
pB
nE
iG
iG
uG
uG
Cj2
uAK
T2
T2(n-p-n)
a)
iK
uK
b)
iK
uK
bramka
katoda
d)
iB2
iK
uGK
c)
a) Struktura złączowa tyrystora, b) modelowe rozdzielenie na dwie struktury tranzystorowe,
c) tranzystorowy schemat zastępczy, d) symbol graficzny tyrystora
iA
IT(AV)
UT
stan przewodzenia
IL
IH
IIN
URSM URRM
IG2>IG1>0
IG=0
ICO
UH
UB2 UB1 UB0
IRRM
stan zaworowy
stan
blokowania
Charakterystyka napięciowo-prądowa tyrystora
uAK
ELEMENTY CCD (Charge-Coupled Devices, czyli przyrządy
sprzężone ładunkowo)
3
a) 2
1
(x)
qND
D
S
0,3 m ND=3.1016 cm-3
b)
x
-qNA
x
Przed oświetleniem
EC
c)
d)
Przy oświetleniu
e)
EF
EFs
EV
EFm
EFm
UD=0
i=0
EFs
Qn=0
UD>0
i<0
Qn0
UD>0
i<0
PRZYRZĄDY TERMOELEKTRYCZNE
powierzchnia chłodzona o Tp-n
p-typ
n-typ
T
Unoszenie ciepła przez strumień dziur i strumień elektronów
w chłodziarce Peltiere’a
E
Th>To
n-typ L
p-typ
Schemat termoelementu półprzewodnikowego z rezystancją obciążenia RL
obszar A n
To
RL
Tp-n
Th
T
Chłodzony obiekt
Podłoże
ceramiczne
Termoelement
typu p
Termoelement
typu n
Chłodnica
I
U
Otoczenie
Ta
x
Schematyczny przekrój chłodziarki termoelektrycznej oraz profil temperaturowy konstrukcji
UKŁADY SCALONE
Przekrój i topografia CMOS-owego inwertera
Różne topografie CMOS-owych inwerterów
Topografia padu I/O
Przykładowa topografia z padami
Przykładowa cela standardowa jako podsystem modułu scalonego
Wybrany procesor z bondingiem
Mikrofotografia 6 - bitowego A/D konwertera
Procesor Motorola 6809
Topografia 1Mb DRAM
Procesor Motorola 68030 (logika strukturalna)
Przykładowy projekt studencki
Wzmacniacze tranzystorowe sygnałów zmiennych
Schematy ideowe wzmacniaczy sygnałów zmiennych a) na bazie tranzystora bipolarnego
b) na bazie tranzystora polowego
Dobór elementów RC i tranzystorów
Charakterystyka amplitudowa wzmacniacza sygnałów zmiennych
Wzmacniacz w konfiguracji wspólnego kolektora (wtórnik emiterowy)
Cechy charakterystyczne
Dobór wartości elementów RC
Wzmacniacze prądu stałego
Wzmacniacz różnicowy – schemat
Własności
Dobór elementów (symetria)
Charakterystyki przejściowe wzmacniacza różnicowego
Podstawowe układy wzmacniaczy
różnicowych
a)
na bazie tranzystorów nMOS
b)
na bazie źródeł prądowych
na tranzystorach pMOS
c)
z lustrem prądowym z tranz. pMOS
Wzmacniacze operacyjne
Wzmacniacz operacyjny. Oznaczenie i charakterystyka przejściowa
Przykładowy wzmacniacz operacyjny wykonany w technologii CMOS
Dwustopniowy wzmacniacz operacyjny BiCMOS
- Zalety technologii BiCMOS
Filtry
Charakterystyki filtrów a) dolnoprzepustowego, b) górnoprzepustowego, c) środkowoprzepustowego,
d) pasmowozaporowego
Filtr dolnoprzepustowy Sallen-Keya
Górnoprzepustowy filtr Sallen-Keya
Środkowoprzepustowy filtr Sallen-Keya
Środkowoprzepustowy filtr Sallen-Keya
Wzmacniacze mocy
Charakterystyki tranzystora bipolarnego zaznaczonym obszarem użytecznym wzmacniacza mocy
Klasy pracy wzmacniaczy mocy
Uproszczony schemat wzmacniacza przeciwsobnego
Prosta pracy i przebiegi czasowe prądów kolektorów tranzystorów
przeciwsobnego wzmacniacza klasy B
Schemat wzmacniacza mocy w klasie AB z tranzystorami VDMOS
Download