Appunti di Elettronica, prof. Dario Natali

ELETTRONICA

MARCO PIRRO'

Ingegneria MatematicaPolitecnico di Milano

prof. NATALI D.N.a.a. 2018/201947 paginevoto : 30L

APPLICAZIONI CIRCUITALI AL DIODO

MODELLO IDEALE:

V_O = 0,7 V

CONVENZIONE GIUSTA!!

• V < 0
• I = 0

Rettificatore a Semionda

Bordo di conduzione:

• V_in > 0,7

• V_out = V_in - 0,7

• V_in < 0,7

Per i picchi negativi non percorre

Rettificatore a Onda Intera (Ponte di Graetz)

Bordo di conduzione:

• V_in > 0
• 2-4 on, 1-3 off
• Vin dom, 1-3 on, 2-4 off

• V_in = V_in
• V_out = 2,4

• V_in = 3,4
• Vin not = -4,4

RIPASSO FISICA

• LEGGE DI COULOMB:

F = \(\frac{1}{4 \pi \varepsilon}\) \(\frac{q_1 q_0}{r^2}\)

\(\varepsilon = 8.85 \cdot 10^{-12} \frac{F}{cm}\)

\(\vec{F} = q\vec{E}\)

• POTENZIALE:

V\(_B\) - V\(_A\) = \(- \smallint_A^B \mathbf{E} \, dx\)

\(\vec{E} = - \nabla V\)

• ENERGIA POTENZIALE ed elettroni in \(\mathbb{U}\) :

U = qV [eV]

\(I = \frac{dQ}{dt} = \frac{N_0}{t_c} = \frac{N_0 \cdot v_x}{L}\)

v\(_x\): velocità media

J = \(\frac{I}{A} = \frac{N}{\Delta t \cdot A}\) \(q v_x = u \rho v_x\)

u: concentrazione elettroni \(\Theta \left(\frac{\#}{cm}\right)\)

• AGITAZIONE TERMICA

\(\frac{E > 0}{\underline{\Rightarrow}}\) \(\langle v_{th} \rangle = 0,\) \(< {v_{th}}^2 > \neq 0\)

vel. temp. termica Tempo collisuale tra due urti

\(\small \Delta E \ | \ J \ \small \Rightarrow \ |\frac{\small E}{\small E}\| \ J | \small E\)

\(F = -qE \quad \Rightarrow \quad\) corr. e\(^-\) resto

sotto agitazione termica \((v_{th})\) che acquisto di E (termico)

disegno non lineare

viene costruite e un valore

medio di abus degli e\(^-\) \((v_{th} \neq 0)\)

• CALCOLA V\(_{drift}\) ?

\(\mu_{eff} \frac{dv}{dt} + qE\)

tempo dt = t\(_c\) --> dv = v\(_{dr}\)

oltreago V\(_{drift}\) = -9 r\(_c\) E

\(\mu_{eff}\) con \(9r_c = \frac{b_{\mu}}{\mu_{eff}}\)

\(\frac{b}{\mu_{eff}}\) = coeff. di dipendenza (\small qsi, di \(\rightarrow \overleftarrow{1200 \cdot \frac{u_x}{v_x}}\small )\)

Giunzione PN (diodo)

N_d: Donori

N_a: Accettori

Ricombinazione: el. liberi + on combinate con lacune (quale lacune ↔ )

OSMOSI DI CARICHE FISSE X IL DROGAGGIO:

Θ a dx

Θ a sx

Ho una regione di carica spaziale (o svuotata)

NB: I portatori maggioritari (e^-, h⁺) sono localmente neutralizzate da cariche (Θ ₀, Θ _p)

Elettrostatica PN:

div E = ρ(x) / ε

dE/dx = ρ(x) / ε

Approssimazioni:

- N_a, N_d costanti nelle neg. neutre

- utile acc. solo le banda di v. e pf. ma solo cariche fisse nelle regioni neutre → p: N_a us N_d

β(x) = qμ_nN₀

(q μ_pN_o)

n_n = 0

o e x l_p

e per neutralità di carica

q N₀X_n = q N_aX_p

Al contorno E(x= x_n) = E(x=0) come nelle regioni neutre peraltro p o qni (quasi-neutre)

β(x)

Pot determinare N(x) = ∫ ρ(x) dx

N = -∫ Ē dx

V_bi V_bi(built in) > 0 sempre x β=l_np.

(dip. tempodimensione)

V_bi = V_t Ln (N_aN_d/n_j²)

(qj₀; 0.6 v) bilancia la corrente di drif

Per quanto riguarda J so che J(x) è costante per cond. di stazion.

Un profilo J_n decresce esponenzialmente exp di deve avere come diamartine di canna che si oppone allora che appare affrettate il tutto sia costante.

(

^{in dire zioni del vere})

Jxx ”

^sep, J

^∞

ⁿ

L_u²: D_u: ^{(vers.) -1}

^Nm: L_u

^{∀_x J}_π^” = J _ff

J_∞(x) = J_n(x_p) e^(x-x_p)

In totale anche un quasi n dove lo si accompagna tra facavi

(

TRANSISTORE MOS

CONDENSATORE MOS

Sorgente di corrente G-B

_{G B} (potenziale di contatto) si crea mettendo a contatto materiale ℓ

Se voglio ottenere _Vox allora devo applicare una _Vext = _Φms = _VGB

Oss. Chiamato _Φms = _VFB pende oltre a _Φms sono presenti altre tensioni per cui: se _VGB = _VFB → _Vox = 0

Inoltre si forma anche il regime di svuotamento (V_GS > 0)

ma ci de ⠀ e rimangano ⠀ e ion compensatori

Analogamente qualche e⁻ vengono attratti dalla _VGB per cui

si forma il regime di inversione (film di e⁻)

traccino gli e⁻ del film

sotto dotto elle passione di En tra e⁺ Si

Zona Triodo

triodo = tensione controllata in tensione

Zona SAT

triodo = pega di corrente controllata in tensione

Effetto Pinch Off

In saturazione

V_DS = V_TH → V_GD = V_TH

V_DS < V_DSAT

per V_DS  ↙ ↘  I_DS ↗

I_DS = μ_n C_ox ^W/_L (V_DS-V_TH)²

I_DS = I_{DS_SAT} (1 + λ V_DS)

λ = - ¹/_L ∂t^'/_∂VDS

Effetti Capacità

• Zona Saturazione:

C_{j_de} ≈ -∂Q_c/_∂VG Q_c ≈ ²/₃ C_ox WL (V_DS-V_Tn)

C_{g_de} ≈ ²/₃ C_ox WL

per V_DS <c V_DSAT Ψ_s(0) ≈ Ψ_s(L) → Q