Tranzisztortechnika

Tartalom

Fizikai alapfogalmak a félvezető anyagok viselkedéséhez
1.1. Bevezetés 9
1. Történeti áttekintés 9
2. A tárgyalásmód megválasztása 11
3. Mit nevezünk félvezetőnek? 12
1.2. Félvezető anyagú kristályod felépülése 13
1. Kristályszerkezet 13
2. A valenciakötés fogalma 14
3. Vegyértékelektronok energiaállapota 16
4. Csatolás fogalma, energianívók felhasadása 17
5. Lehetséges állapotok sűrűsége, tiszta kristályok sávdiagrammja 19
1.3. Szennyezett kristályok 22
1. Szennyezés fogalma, beépülése 22
2. Szennyezett anyagok energiasáv-ábrái 23
1.4. Elektronok termikus gerjesztése 25
1. Energiaállapot abszolút nulla hőmérsékleten 25
2. Permi-Dirac valószínűségi eloszlás 26
3. Szabad hordozók keletkezése tiszta anyagú kristályba 29
4. Szabad hordozók keletkezése donor-szennyezett kristályban 35
5. Szabad hordozók keletkezése akceptor-szennyezett kristályban 39
6. Donor- és akceptor-szennyezés együttes jelenléte 41
7. Összefoglalás 42
1.5. Szabad hordozók hőmozgása 43
1.6. Elektromos tér hatása, vezetőképesség 45
1. A vezetőképesség számítása 45
2. A vezetőképesség hőmérséklet-függése 46
3. A tiltott sáv szélessége 48
1.7. Diffúziós áram, Einstein-összefüggés 49
1. A diffúziós áram 49
2. A diffúziós állandó számértéke 51
1.8. Rekombináció 54
1. Diffúziós áramlás rekombináció jelenlétében 56
1.9. Hall-effektus 59
2. A rétegdióda 61
2.1. A p-n szennyezésátmenet elmélete 61
1. Minőségi jellemzés a részecskemodell alapján 61
2. Átmeneti potenciál, Boltzmann-egyenlet 66
3. Külső feszültség alkalmazása 63
4. Az elektromos tér által visszaszippantott hordozók árama 69
5. A diffúziós nyitóáram 72
6. Dióda-egyenlet 73
2.2. A kiürített réteg 76
1. Szennyezésátmenet fajtái 76
2. Potenciálmenet, térerősség, a kiürített réteg szélessége 78
2.a. Ugrásszerű szennyezésátmenet 73
2.b. Lineáris szennyezésátmenet 82
2.c. Exponenciális szennyezésátmenet 84
3. Az átmeneti kapacitás és feszültségfüggése 87
2.3. Zárókarakterisztika letörése 89
2.4. Diódakarakterisztika hőfokfüggése 95
2.5. A rétegdióda kisjelű helyettesítő áramköre 99
1. A diffúziós admittancia számítása 100
2.6. Diódatípusok 103
2.7. Az Esaki-dióda 106
1. Erősen szennyezett félvezetők energiadiagrammja 106
2. Erősen szennyezett anyagii dióda Zener-árama 107
3. Az alagút-effektus által létrehozott áram 110
4. A diffúziós áram 112
5. Az Esaki-dióda karakterisztikája és helyettesítő képe 112
3. A rétegtranzisztor lineáris elmélete 115
3.1. Az áramerősítés 115
1. A rétegtranzisztor geometriai felépítése 115
2. A működés elemi vizsgálata 116
3. Erősítés egy ideális tranzisztorban 119
4. Áramok a tranzisztorban 120
5. Lyuksűrűség-eloszlás a bázisban 122
6. Az átviteli tényező 125
7. Az emitter-hatásfok 125
8. Kollektor-hatásfok 127
9. Az áramerősítés 127
10. Váltakozóáramú helyettesítő kép 129
3.2. A kollektorfeszültség hatása 130
1. A bázisszélesség modulációja 130
2. Az átszúrási feszültség 131
3. A kimenő ellenállás 133
4. A visszahatás 135
5. Az ideális tranzisztor-négypólus helyettesítő áramköre 136
6. Jellemzés vezetés-paraméterekkel 137
7. A K-erősítő 140
3.3. Az átviteli tényeső frekvenciafüggése 143
1. Az időfüggő diffúziós egyenlet megoldása 143
2. Az emitter-admittancia 146
3. Az átviteli tényező 147
4. A kollektorfeszültség-változás figyelembevétele nagyfrekvencián 150
5. A futási idő számítása 151
3.4. A valóságos tranzisztor 152
Rétegellenállások hatása, bázisellenállás 153
1. A bázisellenállás modulációja 156
3. Az átmeneti kapacitások 157
3.5. A valóságos tranzisztor kisjelű T-helyettesítő áramköre 158
1. A fizikai paraméterekkel adott helyettesítő áramkör alacsony frekvencián 158
2. A négyelemes T-helyettesítő kép 160
3. A frekvenciafüggés figyelembevétele 162
3.6. A valóságos tranzisztor kisjelű hibrid helyettesi tő áramköre 162
1. A földelt bázisú áramkör leszármaztatása 163
2. A hibrid áramkör 166
4. A tranzisztor nagyjelű viselkedése 170
4.1. Bevezetés 170
4.2. Maradékáramok 171
1. Földelt bázisú kapcsolás 171
2. Földelt emitteres kapcsolás 174
4.3. Zárókarakterisztika-letörés 176
1. Földelt bázisú kapcsolás 176
2. Földelt emitteres kapcsolás 177
4.4. Az áramerősítés alakulása 179
1. A felületi rekombináció 179
2. A tranzisztor geometriájának hatása az áramerősítésre 182
3. Az áramerősítés kis áramsűrűségeknél 184
4. A lyuksűrűség bázisbani alakulása tetszőlegesen nagyszintű esetben 187
5. A felületi rekombináció csökkenése 192
6. Az emitterhatásfok csökkenése 193
7. A térfogati rekombináció növekedése 194
8. Az áramerősítés áramfüggése 195
9. Az áramerősítés feszültségfüggése 196
4.5. A kollektoroldali lyukemisszió 197
1. A diffúziós egyenlet megoldása 197
2. A konstans emitteráram esetének vizsgálata 198
3. Állandó emitterfeszültség feltételezése 202
4.6. Karakterisztikák 204
1. Földelt bázisú bemenő karakterisztikák 205
2. Földelt bázisú kimenő karakterisztikák 206
3. A meredekség alakulása 208
4. A földelt emitteres bemenő karakterisztikák 20
5. A földelt emitteres bemenő karakterisztikák 210
5. A rétegtranzisztor statikája 212
5.1. Munkapont fogalma és beállításának módjai 212
1. Munkapont fogalma 212
2. Munkapontbeállítás az emitter-bázis feszültség kényszerítésével 213
3. Munkapontbeállítás az emitteráram kényszerítésével 215
4. Munkapontbeállítás a bázisáram kényszerítésével 216
5.2. A munkapontjellemzők hőmérsékletfüggése 217
1. A diódakarakterisztika hőfokfüggéséből adódó értékek 217
2. A tranzisztor egyéb jellemzőinek hőmérsékletfüggése 218
5.3. A kollektoráram stabilizálása 218
1. A nyitófeszültségkényszerített eset vizsgálata 218
2. Az áramkényszerített eset általános vizsgálata 219
3. Az általános stabilizáló kapcsolás 221
4. A stabilitás vizsgálata a maradékáram- és nyitófeszültségváltozás együttes figyelembevételével 222
5.4. A megengedhető disszipáció 224
1. A disszipáció és a kristályhőmérséklet közötti összefüggés 225
2. A termikus ellenállás számítása 227
3. A megengedhető disszipáció 230
5.5. A tranzisztor termikus stabilitása 231
1. Statikus disszipáció 232
2. Dinamikus stabilitás kis kollektorfeszültségre 232
3. Dinamikus stabilitás a lavinasokszorosódás figyelembevételével 234

Témakörök