Электротехника \ Физические основы микроэлектроники

Парамет­ры биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером, страница 3


Это уравнение описывает входные характеристики идеализированноготранзистора в схеме с ОЭ. При  имеем                                                                                         , то есть это обычная ВАХ идеализированного диода, выходящая из начала координат. При  

 и при постоянном напряжении  ток базы уменьшается, то

есть характеристика сдвигается вправо и вниз. В реальном транзисторе при увеличении обратного напряжения  ширина базы уменьшается (эффект Эрли), уменьшается и вероятность рекомбинации электронов в базе, а значит и ток базы, и характеристика дополнительно сдвигается


          Рис. 2.       Входные ВАХ реального транзистора в схеме с ОЭ.


вправо (рис.2). Если  и  (режим отсечки), то . При  , то есть оба перехода смещены в прямом направлении и транзистор находится в режиме насы­щения. Граница между активным режимом и режимом насыщения — это кривая, соответствующая условию , то есть  (штриховая линия нарис.2).

Выходные характеристики идеализированного транзистора в схеме с ОЭ описываются уравнением:

                 ,                                         (9)


где .

Рассмотрим область, соответствующую границережима отсечки, а такжеобласть лавинного умножения носителей заряда. В этих областях ход характеристик зависит от условий работы эмиттерного перехода,

определяемых цепью базы.

Пустьцепь эмиттераразомкнута , . В этом  случае, как ив    схеме сОБ,  ипробой коллекторного перехода  наступает при .
Если разорванацепь базы,то  и  . При этомсростом обратного на­пряжения  коэффициент  возрастаети   характеристикаимеетнекоторый наклонк оси абсцисс. При не­которомнапряжении начинает сказыватьсялавинное умножениеносителей       зарядав коллекторном   переходеикоэффициент  становится равным единице, а


иток  коллектора  резко  возрастаетпри .

                 Еслибаза соединена с эмиттеромчерез ре­зистор , то на характеристике в области лавин­ногоумножения носителей заряда наблюдается участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением (рис.3). Это   объясняется   следую­щими физическими процессами.  Обратный ток коллекторного перехода , проходя через сопро­тивление , создает нанем падение напряжения , которое приложено плюсом к р-области, то есть смещает эмиттерный переход в прямом на­правлении.При небольших обратных напряжениях  ток коллектора мал и напряжение, выделяемое на резисторе , невелико и эмиттерный переход практически закрыт. Поэтому основная часть тока проходит по резистору , а в цепи эмиттера проходит небольшой ток. Наличие не­большого тока эмиттера увеличивает ток коллектора до  величины  (так как , а ). При увеличении обратного напря­жения  из-за лавинного умножения носителей заряда ток коллектора начинает возрастать и напряжение на резисторе  и эмиттерном перехо­де увеличивается. Это сопровождается инжекцией электронов из эмитте­ра в базу и резким увеличением тока коллектора. В   такой схеме существу­ет положительная обратная связь и наступает лавинный пробой при некотором напряжении Чем больше значение , тем при меньшем токе коллектора эмиттерный переход открывается и тем меньше . Понижение потенциального барьера эмиттерного перехо-да и инжекция электронов из эмиттера в базу вызывает возникновение положительных составляющих базового тока: тока инжекции дырок из базы в эмиттер, , и тока рекомбинации, , которые направлены навстречупервона­чальному току базы. Суммарный ток базы становится близок кнулю и выходная характеристикастремится к характеристике, снятой при , а в области лавинного пробоя наблюдается участокс отрицательным диф­ференциальным сопротивлением.

Скачать файл