Основными электрическими параметрами транзистора являются:
а)
- зависимость тока эмиттера от
напряжения эмиттер-база (
);
б) коэффициент
усиления по току в режиме общей базы(ОБ) и общий эмиттер(ОЭ) и его зависимость
в диапазоне частот, соответственно
;
в)
- падение напряжения на коллекторе в
режиме насыщения;
г)
- напряжение пробоя коллектора в
режиме ОЭ.
Зависимость тока
эмиттера от
определяется по формуле:
, где
- площадь перехода эмиттер-база,
максимальный размер эмиттера, который является типовым для транзистора;
;
;
;
- ширина базы;
- концентрация электронов в базе;
- концентрация дырок в базе.
- концентрация собственных носителей заряда в полупроводнике
при температуре
, для кремния
при температуре Т, (примем
) определяется по формуле:
![]()
;
, где
- подвижность электронов в базе,
определяемая в зависимости от концентрации примесей в базе по графику[2,
рис.5.16] для типовых структур.

Оптимальная площадь эмиттерного перехода определим по формуле:

Характеристика
имеет явно выраженное напряжение
отсечки
, которое определяет ощутимую по току инжекцию электронов в
базу. Напряжение отсечки
ориентировочно определяет падение напряжения при
прямом включении на переходе эмиттер-база, которое для транзистора составляет
величину в пределах
Напряжение отсечки определяется по формуле:
,
где ![]()

Коэффициент усиления транзистора по току определяется по формуле:
, где
,
фиксированы типовым распределением
примеси;
- диффузионная длина неосновных
носителей в базе для типовых транзисторов.
; 
Коэффициент усиления по току в режиме общей базы определяется по формуле:

Величина обедненного слоя перехода база-коллектор определяется по формуле:
, где
и
диэлектрические постоянные вакуума и
кремния соответственно;
- внешнее напряжение на переходе
база-коллектор;
- градиент концентрации примесей на переходе, определяется из
графика [3,рис.1.3.];
.
От сопротивления тела
коллектора
зависит быстродействие
транзистора. Для расчета
сопротивления
коллекторную область разбивают на участки простой
конфигурации, для которых несложно подсчитать вносимое ими сопротивление.
Сопротивление простейших конфигураций можно определить по формулам:
для а:
;
для б:
;
для в:
;
для г:
.
Размеры взятого нами маломощного типового транзистора[1,стр.42,Рис1.37а]
;
;
;
;
;
;
;
;
;
; ![]()
- удельное сопротивление коллектора.
Рассчитаем сопротивления тела коллектора.
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
Рассчитаем барьерные емкости изолирующего, эмиттерного и коллекторного переходов.
- удельное сопротивление коллектора.
![]()
- удельная барьерная емкость дна эмиттерного перехода
- удельная барьерная емкость бока эмиттерного перехода.
![]()
![]()
- емкость эмиттерного перехода
Емкость коллекторного перехода находим как:
, где ![]()
, ![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
Барьерную емкость изолирующего перехода находим как:
, где
, ![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
Определим основные
параметры транзистора: статический коэффициент передачи
и коэффициент усиления
.
, где
- коэффициент инжекции эмиттерного p-n-перехода,
- коэффициент переноса.
Коэффициент переноса определяем по формуле:
, где
- среднее время жизни неосновных носителей в базовой
области; ![]()

Коэффициент инжекции эмиттерного p-n-перехода определяем по формуле:
,где
- средний коэффициент диффузии дырок в эмиттере,
- удельное количество донорной
примеси в эмиттере.
;
;
;
;
;
;
.
;

Если считать
,
,
, то получим что:
.
Из приведенного выше
уравнения можно найти
, необходимое для расчета
:
;
![]()
Найдем удельное количество донорной примеси в эмиттере:


Определим количество
акцепторной примеси базовой области n-p-n транзистора
:
, где
- максимальная концентрация примеси в базовой области;
![]()
![]()
![]()
![]()
- координата максимальной концентрации примесей в базовой
области.
Тогда получим:
![]()
Окончательно коэффициент инжекции:

Тогда статический коэффициент передачи:
![]()
Коэффициент усиления по току:

Частотная характеристика
транзистора описывается параметром
, т.е. частотой при которой схема
имеет величину статического коэффициента передачи, равную единице (
). Постоянную времени коэффициента
передачи можно представить как:
, где
- постоянная времени эмиттерного перехода;
- постоянная времени пролета
носителей через базовую область;
- постоянная времени, определяющая пролет носителей
через обедненный слой;
- постоянная времени коллекторного перехода.
Найдем постоянную времени эмиттерного перехода по формуле:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.