Semi4ExSol15

Semiconductor Physics and Devices: Basic Principles, 4 th edition Chapter 15 By D. A. Neamen !ercise Solutions  """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""  """"""""""""""""""""""""""""""""""""""" """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""  """""""" 

Chapter 15 Exercise Solutions

1   1    5   4&   =    ⋅ I  D ,ma!   ⋅V DD  =       '   '    '    '  

 P T 

Ex 15.1

V CC 

=

#a$ V CEQ

'

= 5& +

= %& (

 """""""""""""""""""""""""""""""""""""""   """""""""""""""""""""""""""""""""" """"" 

=  I CQ ⋅ V CEQ %& =  I CQ ( %& ) ⇒ I CQ = 1 A  I C  ( ma! ) = ' I CQ = ' A  P T 

 R L

=

V CC 

=

 I C  ( ma!)

V CC 

=

#*$ V CEQ

'

)&

= %& Ω

'

= '& (

=  I CQ ⋅ V CEQ %& =  I CQ ( '& ) ⇒ I CQ = 1.5 A  I C  ( ma! ) = ' I CQ = % A V CC 

=

 I C  ( ma! )

=

#c$ V CEQ

 P ( ma! )

=

V CC  '

4&

= '5 +  I C  ( ma! ) = 5 A  R L

=

 I C  ( ma!)

=

5

= 4Ω

 """""""""""""""""""""""""""""""""""""""  Ex 15.2

#a$  BV  DSS 

 I  D , ma!

= V DD = '4 (

=

V  DD  R L

=

'4 1'

 s

bi

 R

)   N    

1

      N     N  +  N  a

d 

a

d 

      

1/ '

 Nelectin V  bi ,  x

n

 '(11. ) (.5 ×1& −14 )( '&&) = 1.) ×1& −10 

 1&1)    1   ×  14      14   1)  1&   1& + 1&   or  x n = 5&.)  µ  m

1    5   =    ⋅ I C , ma!  ⋅V CEQ =   (1&)  '    '  

'&

 ' ∈ (V  + V  =  e 

= 1%.% Ω

%

= 1& (

V CC 

TYU 15.1 #a$ Collec Collector tor -eion -eion,,

 x n

 P T 

 R L

Test Your Understanding Solutions

='A

1/ '

#*$ #*$ Base Base -ei -eion on,,

 ( × − ) =  '(11. ) .5 1&− ( '&& ) 1.) × 1&  14

 x  p

10

 1&14    1   ×  1)      14   1)  1&   1& + 1&  

1/ '

or  x  p = &.5&)  µ  m  """""""""""""""""""""""""""""""""""""""   """""""""""""""""""""""""""""""""" """""  TYU 15.2 V CE  =  'V CC 

−  I C  R E  = '& − I C  ( &.' )

So  P T 

#*$

1   1    '   '4   =    ⋅ I  D, ma!   ⋅ V DD  =       '   '    '    '  

= 1' +  BV  DSS  = V DD = 4& (  I  D , ma!

=

V  DD  R L

=

4& 

=5A

& = '& −  I C  ( ma! ) ( &.' )

⇒  I C  ( ma! ) = 1&& mA 2a!imum po3er at the center o the load line

 'V    I C  ( ma!)    '&   &.1&   =  CC           '    =   ' ' '               P ma! = &.5 +

 P ma!

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