关于三极管内部电流分配演示实验的研究

在讲授《电子线路》课程中,总会讲到半导体三极管内部电流分配关系式: I_e=I_c+Ib (1) 式中I_e、I_c、I_b分别为发射极、集电极、基极电流。如果我们仅根据对载流子运动规律的分析得出(1)式,由于学生初次接触这部分内容,不易理解;加之因载流子(电子和空穴)在由于浓度梯度引起的扩散运动和电场引起的漂侈运动过程中,电子和空穴在基区内会发生     

实验发现热对结型场效应管噪声特性有影响

U401(美国Siliconix)是一种低噪声N沟道结型场效应对管,可用作检测极微弱宽频带电流的输入级放大元件。它用于膜片钳仪中,系统噪声仅为0.32pA(RMS,10kHz带宽,见本期第126页图4)。实验中,我们用热烙铁碰U401栅极2s,烙铁移去后,发现系统噪声从0.32pA增加到1.0pA,换上一只新的U401重复实验,结果再现上述情况,从而证实烙铁直接焊烫FET栅极引线(根部未用镊子夹),将使FET电流噪声急剧增大。根据噪声理论,FET噪声包括栅极漏电流I_g的噪声σ_1和高频热噪声σ_2,σ_2∝1/g_m,g_m为跨导,总噪声σ=(σ_1~2+σ_2~2)~(1/2)。以上U401噪声增加的物理机制可能是,栅极被烫使FET的P半导体区产生了局部热应力,导致了热载流子快速表面化,使得I_g的1/f噪声(它取决于器件表面状态)增加和g_m下降(σ_2增加)。这个过程McDonald(1970,IEEE Tran.ED-17,2:134)发现的雪崩应力使双极型晶体管β值下降机理相似。     

晶体管交流参数rce和rbc之间的关系

解析关系式的推导正常偏置状态下的双极型晶体管,即当晶体管的发射结正向偏置(对于 NPN 型管子,V_(BE)>0)、集电结反向偏置(对于 NPN 型管子,V_(BC)<0)时,其基极电流和集电极电流分别为(以 NPN 型管子为例)     

一种适用于16级TDI CMOS图像传感器的电流型累加器(英文)

提出一种适用于混合域累加的16级时间延迟积分(Time Delay Integration,TDI)型CMOS图像传感器的电流型累加器.为了实现混合域的累加,电流信号首先在电流型累加器中累加4次,累加的结果被量化成数字量后再次完成4次的累加,即4×4的混合累加模式.详细分析了电流型累加器的热噪声和闪烁噪声特性,并给出了等效输入噪声的均方根电压表达式,并结合仿真工具进行分析验证.提出的电流型累加器电路在CMOS180nm 1.8V供电电源的工艺下实现,电路的功耗为0.37mW,芯片面积为0.03mm×0.82mm.经过电流型累加器的4次累加后,能够将信号的信噪比提升5.86dB.     

晶体管交流参数γ_(ce)和γ_(bc)之间的关系

解析关系式的推导正常偏置状态下的双极型晶体管,即当晶体管的发射结正向偏置(对于NPN型管子,V_(BE)>0)、集电结反向偏置(对于NPN型管子,V_(BC)<0)时,其基极电流和集电极电流分别为(以NPN型管子为例)(?)(1)(?)(2)式中peo、nbo和pco分别为发射区、基区和集电区在热平衡下的少子浓度,D_(pe)、D_(nb)和D_(pc)分别为发射区、基区和集电区的少子扩散系数,L_(pe)、L_(nb)和L_(pc)分别为发射区、基区和集电区的少子扩散长度,q为电子所给电荷量(不包括符号),A为晶体管PN结截面积,W为基区宽度(随集电结反向偏置电压V_(BC)作一定程度的变化)。     

阻抗圆图法测量双极型晶体管EM_2模型参数r′_b,r′_e及τ_F

在双极型晶体管EM_2模型参数中引入的基极电阻r'_b是重要的也是较难测量的参数之一。本文报导了用阻抗圆图法测量晶体管在小讯号正向运用时的基极电阻r'_b,发射极电阻r'_e以及r'_b和r'_e随工作点的变化。并用圆图法求得正向渡越时间τ_F。     

场效应晶体管(FET)电路的设计与应用

场效应晶体管的概念场效应晶体管(以下简称场效应管——译者注),通常用 FET 表示。FET 是 FieldEffect Transistor 的缩写。所以称为场效应管在于它是一种由电场来控制电流的晶体管,与一般的利用注入基极的电流来进行控制的晶体管有着根本的区别。从这一点说,场效应管     

控制界面态减少表面可动电荷降低晶体管的电噪声

通过对比2688B, 2688S, 2688 3种工艺技术生产的彩色 电视机高频视放晶体管的CB结反向漏电流I_cbo和电噪声谱密度S_vcb (f), 论述了界面态和表面可动电荷能够引起晶体管表面漏电流, 从而使器件产生电噪声, 并间接影响到反向击穿电压、 小电流放大系数等参数. 实验表明, 采用合适的表面钝化技术, 可有效控制晶体管的表面漏电流, 降低晶体管的电噪声, 使器件的可靠性、 稳定性及其使用寿命得到提高.     

γ辐照对SiGe HBT特性的影响

对室温下γ射线辐照对SiGe异质双极晶体管（HBT）直流特性的影响进行了研究.结果表明, γ辐照后SiGe HBT的集电极电流和基极电流都有不同程度的增加，直流电流增益减少.并对γ辐照后引起SiGe HBT集电极电流净增加的原因进行了探讨.这可能有助于其抗辐照模型的建立.     

基于接触电阻的GFET高频等效噪声表征与建模

本文提出了一种石墨烯场效应晶体管(Graphene Field Effect Transistors, GFET)的小信号等效电路模型,该模型考虑了金属-石墨烯界面的内部物理传输现象,即漏极与源极的接触电阻.提出了一种将接触电阻从等效电路中本征和寄生部分分离的方法,接触电阻有效且准确的分离能够模拟其对该器件截止频率fT和最大振荡频率fmax的影响.基于所建立的小信号等效电路,提出了GFET的高频等效噪声电路模型.噪声模型包括散粒噪声、热通道噪声和热噪声,基于这些噪声模型,在500 MHz～30 GHz的频率范围内通过噪声去嵌提取出本征噪声相关矩阵,利用其中的最小噪声系数(NF_min)得到接触电阻以及不同噪声源对高频噪声的影响.最终通过模拟数据与实测数据的验证分析,所提模型能够有效且准确的表征该器件的小信号特性以及高频噪声特性,并且接触电阻的影响不可忽略.     

飞机巡航近场噪声经验预测方法研究

巡航状态下的机体表面噪声,其声源分为点声源和分布式声源.推进系统噪声中,风扇、压气机、核心、涡轮噪声可视为点声源,采用飞行修正的远场噪声预测方法.喷气噪声和机体噪声(机翼或尾翼后缘噪声、机身湍流边界层噪声)则为分布式声源,采用工程近场的方法进行预测.采用噪声源半经验参数关联模型,发展了巡航条件下的机体表面噪声预测计算方法.该计算方法可以对飞机机体(机身、机翼或尾翼等)外表面声场进行预测,并能够对各噪声源的辐射特性进行计算.以ARJ21-700为例:飞行高度10 000 m,飞行马赫数0.7,对机背表面(纵轴)5个点进行了声场预测.计算结果表明:风扇噪声是巡航条件下的最主要声源,其次为涡轮噪声、后缘噪声以及喷气混合噪声,各观察点的次要噪声源有所不同.     

风动凿岩机的噪声分析与控制

本文对风动凿岩机噪声的各种特性进行了理论分析和试验测试。结果表明,风动凿岩机的主要噪声源有:排气噪声、撞击噪声、机体振体的机械噪声、岩石的反射噪声。据此,本文提出了对各种噪声的降噪途径和控制方法,特别对排气噪声,提出了离机操作的新的降噪途径。     

煤矿通风机房噪声分析与控制

针对煤矿通风机原有噪声治理的不足,分析噪声机理,认为空气动力性噪声和电机噪声是主要噪声源,根据国家标准和该矿实际,制定噪声治理设计原则,应用隔声和消声控制理论,采取可行、高效的措施进行治理,并经检测,证明该治理实用,可行、效果好,有推广应用价值。     

空化噪声特性实验研究

利用不同类型的轴对称头体和ＮＡＣＡ１６０１２翼型做了一系列空化噪声实验,得到轴对称头体在不同空化数及不同速度下的空化噪声谱及翼型在不同的攻角下的空化噪声谱．这一系列的噪声谱表明,各种轴对称头体的空化噪声总声级随空化数的减小而升高,但噪声谱形具有明显的相似形;翼型在片空化、泡空化和云雾空化状态下所辐射的噪声谱存在明显的差别．噪声总声级的变化较为复杂,由泡空化状态转换到片空化状态,空化数虽然减小,但总声级会突然降低．针对翼型在泡空化状态下所辐射噪声谱的特征,利用单空泡溃灭理论进行了尝试性的解释和说明．     

合肥市区沿街住宅声环境研究

文章通过对合肥市3个小区不同道路级别(城市高架、城市主干道、城市次干道)的沿街住宅昼夜噪声声级进行实地测量,将实测分析结果与Noisesystem V4.1噪声预测软件的预测结果进行比较,对合肥市区沿街住宅声环境进行评价,并综合实测和预测结果,提出相关降噪措施建议.     

一种改进的脉冲噪声的检测与滤除算法

依据脉冲噪声特点以及图像的像素关联性,提出了一种改进的脉冲噪声检测与处理算法。该算法首先依据脉冲噪声与其邻域多数像素在强度上具有明显差异的特点检测出疑似脉冲噪声点,然后再利用4个方向模板进一步区分疑似脉冲噪声点,最终建立脉冲噪声标记矩阵。之后,对检测到的脉冲噪声,提出了一种改进的加权中值滤波算法,该算法仅利用滤波窗口内的有效信号对窗口中心像素进行加权中值滤波,其中,加权系数的确定不仅依赖于像素间的灰度关联性,而且还依赖于像素间的位置关联性。实验结果表明,本文算法不仅可以准确检测和有效滤除图像中的脉冲噪声,而且还可以较好地保护图像中的细节。     

大客车降噪的研究

运用噪声分离、频谱分析等技术手段,找出了GZ6921型后置柴油机大客车噪声超过国家标准的原因,并对主要噪声源及其频谱分布进行了分析对各主要噪声源－排气系统、冷却系统和发动机舱采取相应的降噪措施,如降低风扇转速,改善抗性消声器的降噪能力,修改冷却风进风道,平衡车两侧的噪声源,在发动机舱中粘贴吸音材料等。改进后GZ6921型大客车最大加速度时的车外噪声由91．5dB(A)降到86dB（A)以下,达到国际GB1495－75“机动车允许噪声”的规定。     

阜新市道路交通噪声的调查与分析

伴随着工业生产，交通运输以及城市建设的发展，噪声污染问题日趋严重，现今噪声已成为污染人类社会环境的一大公害，造成噪声污染的原因有很多，道路交通却是影响范围最广的噪声源，因此在城市噪声控制中，道路交通噪声的控制也受到最优先的考虑。本文主要通过1996年以来阜新市道路交通噪声的调查，分析了阜新市道路交通噪声的成因和变化趋势，并提出了降低道路交通噪声的措施。     

内燃机机械噪声和燃烧噪声的识别分离

针对内燃机噪声识别问题,建立了数学模型并编制了相应的程序,在程序中加入作用全局阈值的小波变换降噪程序,保证程序的抗干扰性后,实现了燃烧噪声和机械噪声的频谱分离和A计权声功率级计算。以某CG125型摩托车发动机为例,通过构造包含不同干扰噪声的理论算例仿真识别,验证了程序的准确性和实用性。识别结果表明:分离前后的燃烧噪声和机械噪声的频谱吻合良好,A计权声功率级误差均小于0.6dB。     

声子晶体材料与有源控制相结合的宽频噪声抑制方法

电力变压器噪声除了本体噪声产生的低频分量,还包含冷却风扇产生的中高频噪声。有源降噪方法对低频噪声控制性能好,且灵活可控,但降噪效果受制于通道数量。在不增加通道数量的前提下,为了拓宽降噪频率范围,提出声子晶体材料与有源控制相结合的降噪方法。以DSP为核心控制器搭建了基于LMS算法的双通道有源降噪系统,在此基础上开展了嵌入声子晶体材料的有源降噪系统降噪性能验证实验研究。实验结果表明,针对变压器100～400 Hz的低频噪声,双通道有源降噪系统单频最大降噪量约20 dB,多频总降噪量可达9 dB。设计了对500～1 000 Hz中高频噪声抑制作用明显的声子晶体材料,对600 Hz单频降噪量约14 dB。嵌入声子晶体材料的双通道有源降噪系统,最大总降噪量可达16 dB,优于单纯的有源降噪。可见,声子晶体材料与有源控制相结合,拓宽降噪频率范围、提高降噪性能的方法是可行性的。