Физические основы микроэлектроники, конспект лекций, страница 38

 

 

 Рис. 4.7   Статические входные (а) и выходные (б) характеристики             транзистора, включенного по схеме с общей базой

  Входные характеристики выражаются в виде зависимости тока эмиттера от напряжения на эмиттерном переходе при различных значениях напряжения на коллекторе. При напряжении на коллекторном переходе равном нулю входная характеристика представляет собой обычную прямую ветвь       вольт-амперной характеристики  эмиттерного перехода. Выходные характеристики выражают зависимость тока коллектора от напряжения на коллекторе при различных значениях эмиттерного тока. При их построении обратное смещение и обратный ток коллекторного перехода обычно считают положительными. Эти характеристики имеют некоторый положительный наклон, обусловленный ростом a с Uк. Увеличение обратного смещения вызывает расширение коллекторного перехода и сужение базы W. Это и приводит к росту a, согласно (4.37).

  Пример 10. Токи в биполярном транзисторе.

  Привести схему, показывающую разделение токов на электронную и дырочную компоненты, и указать направление этих компонентов в различных областях p-n-p транзистора, работающего в условиях нормального смещения в схеме с общей базой. Исходя из диаграммы, показать что ток базы в Jб=Jэ*(1-a)-Jкбо, где a - произведение трех величин: эффективности эмиттера g, коэффициента переноса b и эффективности коллектора a*.  

  Если в транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, ток утечки Jкбо=100 мА и для получения общего тока коллектора 1 мА ток базы должен быть равен 10 мкА, какой коэффициент усиления должен быть у этого транзистора? Определить ток утечки Jкэо.

  Решение. На рис. 4.8,а схематически показано распределение токов на электронную и дырочную компоненты и их направление в транзисторе, включенном по схеме с общей базой. Эмиттерный переход смещён в прямом направлении, коллекторный – в обратном. На рис. 4.8,б наглядно показаны величины и направление этих компонент.

  Рис. 4.8.  Распределение токов в p-n-p транзисторе, включённом по  схеме  с

                  общей  базой:

                  а) схема включения;  б) диаграмма токов.

  Токи γ*(1-β)*Jэ и βγJэ+Jкбо являются дырочными компонентами, а

(1-γ)Jэ и Jкбо - электронными компонентами. Если Jэ - ток эмиттера, тогда ток, достигающий перехода эмиттер-база, равен γ*Jэ.

Следовательно, электронная компонента равна (1- γ)Jэ.

Дырочная компонента тока, достигающего перехода база-коллектор, равна γβJэ,

Где β - коэффициент переноса, γ - эффективность эмиттера. Поэтому дырочный ток в базе, обусловленный рекомбинацией носителей, есть

γ*(1-β)Jэ. Учитывая ток Jкбо, обусловленный тепловой генерацией, ток коллектора можно записать в виде Jк=β *γ*Jэ+Jкбо или α*Jэ+Jкбо, где