|
| |
|
Главная Журналы дящих в область обеднения, и электронов, создаваемых за счет ионизации: -/к=/„+ {М~1) fn=MJn, (3.29) где М -коэффициент умножения (ударной ионизации). Тогда дырочный ток, входящий в базу от области обеднения коллектора • /р(7И-1)/„. • (3.30) Коэффициент умножения М сильно зависит от приложенного напряжения, и при расчете его можно аппроксимировать следующим выражением: где г - коэффициент (для кремния г=3); Um - напряжение лавинного пробоя коллекторного р-п перехода при нулевом токе эмиттера. Если транзистор включен по схеме ОБ (в этом случае током смещения является ток эмиттера /д), то эмиттерный ток определяет уровень инжектированного электронного потока в базе со стороны эмиттера. Коэффициент переноса, как известно, определяет, сколько носителей достигает коллектора, а коэффициент умножения- насколько большим будет коллекторный ток. В свою очередь, дырочный ток, образующийся в результате лавинного умножения, течет в область базы, где он становится током основных носителей. С учетом сказанного коэффициент передачи тока транзистора в схеме с ОБ в нормальном активном режиме A,„(M) = VM(f/). (3.32) Для случая, когда транзистор включен по схеме ОЭ, базовый ток получается достаточно стабильным. Теперь дырочный ток, образующийся в результате лавинного умножения, не может протекать как базовый ток из-за внешних воздействий. В этом случае из эмиттера должно вытекать больше электронов, чтобы нейтрализовать дырки, причем дырочный ток, образующийся в результате умножения создает такой же эффект, как и ток, текущий .в базовой цепи без умножения. Следовательно, в конечном счете влияние умножения будет сказываться на коэффициенте передачи тока: 213N (3.33J Из выражения (3.33) видно, что коэффициент передачи тока в схеме ОЗ стремится к бесконечности, если 21Бл/() стремится к единице. Когда напряжение коллектор - база приближается по величине к напряжению коллектор - эмиттер, происходит значительная ударная ионизация и коллекторный ток резко возрастает. Напряжение пробоя коллектор - эмиттер в этом случае можно определить по формуле Как следует из этого выражения, чем ближе /ijiBW тем ниже будет пробивное напряжение. Выходные вольт-амперные характеристики транзистора, включенного по схеме ОБ и ОЭ, изображены па рис. 3.7. О величине напряжения пробоя можно су-
Рис. 3.7. Выходные вольт-амперные характеристики п-р-п транзистора. а -схема включения ОБ; б -схема включения ОЭ. дить по вольт-амперным характеристикам транзистора. Однако необходимо помнить, что напряжение f/-g должно быть меньше пробивного напряжения кэпроб» иначе транзистор выйдет из строя. Сравнивая выходные вольт-амперные характеристики интегрального п-р-п транзистора с аналогичными характеристиками дискрет- ного п-р-п транзистора, отмечаем, что существенное различие между ними практически отсутствует. Однако, анализируя выходные вольт-амперные характеристики транзистора для схемы ОЭ (рис. 3.7,6), можно заметить, что даже для нормального активного режима выходные характеристики имеют заметный наклон, причем этот наклон увеличивается по мере увеличения тока базы. Важным фактором, содействующим этому эффекту, перехоЗ   Рис. 3.8. График распределения электронов в базе транзистора. Рис. 3.9. Аппроксимация вольт-амперных характеристик транзистора. является изменение области обеднения коллектора, т. е. изменение толщины базы (модуляция толщины базы) транзистора в зависимости от изменения напряжения коллектор - эмиттер U. Поскольку количественный анализ этого явления для интегральных транзисторов провести трудно, так как надо знать действительные профили распределения примесей, что для интегральных структур сделать не так просто, то проведем качественный анализ явления Модуляции толщины базы. При работе транзистора в нормальном активном режиме, Когда напряжение f/КБ =0, область обеднения коллектора будет иметь минимальную щирину и для заданного тока /д распределение электронов в базе будет изменяться по закону, как показано на рис. 3.8. Пусть общий электричеокий заряд, создаваемый электронами в базе, -будет Q, тогда токи базы и коллектора можно определить по формулам /g = Qg/t„, /k = QbA, (3-35) где т - эффективное время переноса неосновных носителей. Когда напряжение коллектор - база увеличивается, то увеличивает- ся область обеднения коллектора, что вызывает сужение области базы (рис. 3.8). Но так как ток базы не изменяется, то остается неизменной и величина заряда Qb. Отсюда плотность электронов должна увеличиться в базе у эмиттерной стороны, а крутизна распределения электронов возрастает у коллекторНой стороны, как 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 [ 27 ] 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 |
||||||||||||||||||||||||||