Поскольку коллекторный переход включен в обратном направлении, концентрация неосновных носителей около него будет пониженной и в базе устанавливается градиент концентрации дырок, инжектированные дырки диффундируют от эмиттера к коллектору. Сопротивление переходов транзистора при нормальной работе выше, чем сопротивление объема, поэтому напряжение батареи смещения оказывается приложенным главным образом к переходам и электрическое поле в базе транзистора невелико. Следовательно, током проводимости по сравнению с диффузионным можно пренебречь.
Если увеличить прямое смещение эмиттерного перехода, то концентрация дырок около эмиттера возрастает, а около коллектора останется по-прежнему равной нулю. При этом увеличится градиент концентрации и, следовательно, возрастет диффузионный ток дырок к коллектору. Общий заряд, накопленный в базе, изменится. Эквивалентную емкость, обусловленную изменением заряда в базе, называют, как и в диоде, диффузионной емкостью.
Если бы в базе не было рекомбинации, то все инжектированные дырки доходили бы до коллектора и коллекторный ток был бы равен дырочной составляющей эмиттерного тока, которая фактически равна току эмиттера. Однако, поскольку дырки рекомбинируют в базе, к коллектору доходит только часть эмиттерного тока:
Коэффициент α называют коэффициентом передачи транзистора по току, или иногда коэффициентом усиления по току, второе название неточное, поскольку α всегда меньше единицы.
Выражение описывает семейство коллекторных характеристик IK=f(UK), или, как их часто называют, статические выходные характеристики транзистора.
Рассмотренные нами характеристики соответствуют включению транзистора по схеме с общей базой (рисунок 2). Эта схема называется так, поскольку в ней электрод базы является общим для входной и выходной цепей. Как видно из рисунка 3, в схеме с ОБ ток эмиттера - входной, а ток коллектора - выходной.
 |
1.1 Принцип работы транзистора
Рассмотрим принцип работы транзистора. Когда ключ К на рисунке 3 разомкнут, ток в цепи эмиттера отсутствует. При этом в цепи коллектора имеется небольшой ток, называемый обратным током коллектора и обозначаемый ICBO. Этот ток очень мал, так как при обратном смещении коллекторного перехода потенциальный барьер велик и непреодолим для основных носителей - дырок коллектора и свободных электронов базы. Коллектор легирован примесью значительно сильнее, чем база. Вследствие этого не основных носителей в коллекторе значительно меньше, чем в базе, и обратный коллекторный ток создается главным образом не основными носителями: дырками, генерируемыми за счет тепловых колебаний решетки в базе, и электронами, генерируемыми в коллекторе.
У р-n-р-транзистора, каким является рассматриваемый транзистор, принято отрицательное напряжение коллектор-база откладывать вправо по оси абсцисс.
Нижняя кривая соответствует разомкнутому положению ключа в цепи эмиттера и показывает зависимость обратного тока коллектора от напряжения на коллекторном переходе.
Замыкание ключа в цепи эмиттера приводит к появлению тока в этой цепи, так как смещение эмиттерного р-n-перехода в прямом направлении понижает потенциальный барьер для дырок, переходящих из эмиттера в базу, и для электронов, переходящих из базы в эмиттер. Нас интересуют только избыточные дырки, попадающие из эмиттера в базу, потому что только они создают коллекторный ток, говорят, что эти дырки инжектируются в базу через переход,
В базе обычного транзистора электрическое поле отсутствует, поэтому дальнейшее движение инжектированных дырок определяется процессом диффузии. Так как толщина базы транзистора значительно меньше длины свободного пробега дырки до рекомбинации, то большая часть инжектированных дырок достигает коллекторного перехода, благодаря чему увеличивается коллекторный ток. Семейство выходных характеристик транзистора показано при некоторых постоянных значениях эмиттерного тока.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.