НазваниеКурсовая работа на тему «Расчет характеристик ттл транзистора со сложным инвертором» по дисциплине «Электроника»
Дата конвертации06.08.2013
Размер63.67 Kb.
ТипКурсовая
МИНИСТЕРСТВО оБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Московский государственный институт электроники и математики

(Технический университет)

Кафедра “Электроника и электротехника”


КУРСОВАЯ РАБОТА



на тему

«Расчет характеристик ТТЛ транзистора со сложным инвертором»
по дисциплине «Электроника»

Вариант 64


Выполнил:
Христенко А.А.
Руководитель:
Самбурский Л.М.

Москва 2011

Задание





  1. Описать принцип работы схемы.

  2. Описать технологию изготовления схемы.

  3. Нарисовать структуру и топологию транзистора с размерами.

  4. Рассчитать параметры транзистора.

  5. Рассчитать параметры диодов и резисторов.

  6. С помощью программы SPISE рассчитать входные и выходные характеристики транзистора.

  7. Рассчитать входные и выходные характеристики с помощью формул.

  8. С помощью программы SPISE рассчитать передаточные характеристики схемы.

  9. С помощью программы SPISE рассчитать переходные характеристики схемы.

  10. По рассчитанным характеристикам определить основные параметры схемы.

    1. Логические уровни 0 и 1.

    2. Помехоустойчивость.

    3. Статическую потребляемую мощность.

    4. Фронты и задержки сигнала.

  11. Рассчитать параметры схемы по формулам.

  12. Нарисовать топологию схемы.

  13. Сравнить характеристики полученной схемы со стандартными аналогами.


Исходные данные


Xjк

3*10-6

Глубина залегания p-n перехода база-коллектор, м

X

1,5*10-6

Глубина залегания эмиттерного p-n перехода, м

WБ

1,5*10-6

Xjк- Xjэ Толщина активной базы, м

Wэпи

10*10-6

Толщина эпитаксиального слоя, м

Xjn

6*10-6

Толщина скрытого n+ слоя, м

Nдэ(X)

5*1023

Концентрация донорной примеси в эмиттерной области: у эмиттерного перехода, м-3

Nдэ(0)

6*1026

Концентрация донорной примеси в эмиттерной области: на поверхности, м-3

Nаб(0)

7*1024

Поверхностная концентрация акцепторов в базе, м-3

Nдк(0)

9*1022

Концентрация донорной примеси в эпитаксиальной пленке коллектора, м-3

эпи

1*10-3

Удельное объемное сопротивление коллекторной области, Омм

БА

5*103

Удельное поверхностное сопротивление активной области базы (под эмиттером), Ом/

БП

200

Удельное поверхностное сопротивление пассивной области базы (вне эмиттера), Ом/

L

5*10-6

Диффузионная длина дырок в эмиттере, м

LnБ

5*10-6

Диффузионная длина электронов в базе, м

LpК

5*10-6

Диффузионная длина дырок в коллекторе, м

DnБ

2*10-3

Коэффициент диффузии электронов в базе, м2

DpК

1*10-3

Коэффициент диффузии дырок в коллекторе, м2

nj

1.5*1016 (Si)

1.5*1012 (GaAs)

Концентрация носителей зарядов в собственном полупроводнике, м-3



12 (Si)

3.8 (SiO2)

11 (GaAs)

Относительная диэлектрическая проницаемость полупроводника, диэлектрика

q

1.6*10-19

заряд электрона, Кл

n

8*10-2 (Si)

Подвижность электронов, м2/(Вс)

p

7*10-2 (Si)

Подвижность дырок, м2/(Вс)



4*10-6

Минимальный размер, м



Принцип работы схемы


Пусть на один или два входа подан U0 – низкий потенциал, тогда соответственно эмиттер МЭТ (Т1) открыт, коллектор МЭТ открыт, потенциал базы транзистора Т2 низкий => Т2 – закрыт (в отсечке); ток эмиттера Т2 – близкий к нулю, потенциал базы Т4 низкий => Т4 – закрыт (в отсечке); потенциал коллектора Т2 (закрытого) – высокий, это потенциал базы Т3, он настолько большой, что открытый эмиттерный переход транзистора Т3 и диод Д, а так как Т4 закрыт, что на выходе высокий потенциал (близкий к Е) – U1.

Пусть на все входы подано высокое напряжение U1 (близкое к Е), тогда все эмиттерные переходы МЭТа Т1 закрыты, коллекторный переход открыт и ток через него течет в базу транзистора Т2, Т2 – в режиме насыщения Т4 – также в режиме насыщения: UK1 – UK2 = UD_ОТКР + UКЭ_НАС - UКЭ_НАС < 2UD_ОТКР, следовательно, эмиттерный переход Т3 и диод D отрыться не могут, значит они в отсечке.

Uвых1

Uвх2

Uвх3

Uвых

0

0

0

1

0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

0

Для повышения помехоустойчивости схемы включают диод в базовую цепь транзистора Т4. Однако быстродействие схемы снижается, так как при выключении схемы диод запирается и препятствует вытеканию рассасывающего тока из базы насыщенного транзистора Т4. Для ускорения рассасывания избыточного заряда в транзисторе Т4 в схему включается резистор R4, который обеспечивает вытекание из базы Т4 тока. Сопротивление R4 нельзя выбирать малым, так как при этом снижается нагрузочная способность схемы. Поэтому время рассасывания больше, чем в схеме без диода. Увеличивается также время отпирания, так как схема имеет более высокий порог переключения и повышенное значение паразитной емкости Сп. Таким образом, быстродействие этой схемы оказывается существенно меньше, чем схемы без диода.

Структура и топология транзистора







Технология изготовления


Окисление.



Фотолитография под скрытый слой. Ионная имплантация.



Эпитаксиальное осаждение n-слоя, окисление.



Фотолитография по окислу, диффузия под рослой, разгонка p-слоя, окисление.




Фотолитография под p-слой, ионная имплантация p-слоя, окисление, разгонка p-слоя.



окисление, разгонка, фотолитография под эмиттер. Диффузия n-слоя, окисление, разгонка, фотолитография под контакты.

Металлизация.



Фотолитография по металлу.



p



Расчет параметров элементов схемы.

3 эмиттера




1 эмиттер






  1. BF – коэффициент усиления тока базы в нормальном режиме.





  1. BR - коэффициент усиления тока базы в инверсном режиме.





Для 3х эмиттеров (М = 3)





Для 1го эмиттера (М = 1)








  1. IS – ток насыщения.

Для 3х эмиттеров


Для 1го эмиттера




  1. RB - сопротивление базы











Похожие:

Курсовая работа на тему «Расчет характеристик ттл транзистора со сложным инвертором» по дисциплине «Электроника» iconКурсовая работа на тему «Расчет характеристик ттл транзистора со сложным инвертором» по дисциплине «Электроника»
С помощью программы spise рассчитать входные и выходные характеристики транзистора

Курсовая работа на тему «Расчет характеристик ттл транзистора со сложным инвертором» по дисциплине «Электроника» iconКурсовая работа на тему «Расчет характеристик ттл транзистора со сложным инвертором» по дисциплине «Электроника»
С помощью программы spise рассчитать входные и выходные характеристики транзистора

Курсовая работа на тему «Расчет характеристик ттл транзистора со сложным инвертором» по дисциплине «Электроника» iconКурсовая работа на тему "Анализ и расчет статических параметров транзистора в схеме с общим затвором." по курсу "Схемотехника аналоговых и цифровых устройств"
Данная курсовая работа посвящена рассмотрению статических параметров одного из самых распространенных и самых универсальных усилительных...

Курсовая работа на тему «Расчет характеристик ттл транзистора со сложным инвертором» по дисциплине «Электроника» iconКурсовая работа по дисциплине «Электроника и электротехника»
Предположим, что на оба входа подано, тогда через два n-канальных транзистора та1 и та2 ток не протекает (на затворы поданы нули)....

Курсовая работа на тему «Расчет характеристик ттл транзистора со сложным инвертором» по дисциплине «Электроника» icon“Расчет полупроводникового диода и мдп-транзистора”
В работе рассматривается транзистор мдп-структкры и диод. Описываются их классификация, свойства, параметры. Произведен расчет основных...

Курсовая работа на тему «Расчет характеристик ттл транзистора со сложным инвертором» по дисциплине «Электроника» iconКурсовая работа по дисциплине «Электроника и электротехника»
Для логических схем на кмоп транзисторах уровень логического нуля приблизительно равен нулю, а уровень логической единицы – меньше...

Курсовая работа на тему «Расчет характеристик ттл транзистора со сложным инвертором» по дисциплине «Электроника» iconЛабораторная работа «Электроника» Исследование полевого транзистора с управляющим переходом для студентов по направлению «Телекоммуникации»
Цель работы: Изучить статические характеристики и дифференциальные параметры полевого транзистора, исследовать влияние температуры...

Курсовая работа на тему «Расчет характеристик ттл транзистора со сложным инвертором» по дисциплине «Электроника» iconКурсовая работа по курсу “Электрические аппараты” на тему “Расчёт электромагнитов постоянного и переменного токов’’
Расчет проведем для шести различных значений между якорем и сердечником методом вероятных путей потока. С этой целью разобьем поле...

Курсовая работа на тему «Расчет характеристик ттл транзистора со сложным инвертором» по дисциплине «Электроника» iconКурсовая работа по дисциплине Основы обработки экономической информации на тему: «Банковские аис»
Решение этой проблемы невозможно без комплексной автоматизации системы управления банка

Курсовая работа на тему «Расчет характеристик ттл транзистора со сложным инвертором» по дисциплине «Электроника» iconЛабораторная работа №16 Характеристики и параметры биполярных транзисторов
Изучить свойства биполярного транзистора путем снятия входных и выходных характеристик