(495)510-98-15
Меню
Главная »  Классификация электронных систем 

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 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184

проходит слева направо, преодолевая действие тормозящего поля в переходе, часть диффузионного потока основных носителей (дырок), образующая сквозную составляющую диффузионного потока. Эта составляющая создает дырочный ток 1р диф. Справа налево через тот же переход проходит часть диффузионного потока электронов, образующая сквозную составляющую электронного потока, создающая электронную составляющую тока / диф.

Неосновные носители (дырки в слое п и электроны в слое р), ускоряемые электрическим полем в переходе, создают дрейфовые токи: дырочный 1р др, проходящий из слоя п в слой р, и электронный / др, проходящий из слоя р в слой п. Направления этих токов противоположны диффузионным составляющим токов. В отсутствие внешнего напряжения на триоде диффузионные и дрейфовые составляющие токов каждого вида носителей равны между собой. Поэтому результирующий ток в переходе Пх равен нулю.

Такое же движение носителей и соотношение составляющих токов имеет место и в коллекторном переходе Я2 (когда на нем нет внешнего напряжения). Поэтому результирующий ток и в переходе П2 также равен нулю.

При присоединении электродов триода к внешним источникам постоянных напряжений (рис. 2.13, в), а именно тогда, когда эмиттеру Э сообщается положительный потенциал + 1/э, а коллектору К - отрицательный потенциал -UK по отношению к базе Б, уровни потенциальных барьеров изменяются в соответствии с диаграммой рис. 2.13, г. В эмиттерном переходе потенциальный барьер снижается На 11ъ, а в коллекторном он возрастает по абсолютному значению на величину UK.

Снижение потенциального барьера в эмиттерном переходе приводит к ослаблению в нем тормозящего поля. Поэтому возрастают сквозные составляющие диффузионных потоков основных носителей: Дырок, уходящих из эмиттера в базу и создающих дырочный ток f3p (рис. 2.14, а), и электронов, уходящих из базы в эмиттер и создающих электронный ток /э„. Это две составляющие тока суммируются в общий эмиттерный ток:

Iэ === р ~Т~ п*

Заторможенная полем в переходе и потому не доходящая до базы, часть диффузионного потока дырок представляет собой возвратный поток (изображена на рис. 2.14, а пунктирной стрелкой).

Так как концентрация электронов в базе составляет лишь тысячные и сотые доли от концентрации дырок в эмиттере, то и электронная составляющая в эмиттерном токе составляет лишь доли процента в полном эмиттерном токе. Это значит, что подавляющая часть эмиттерного тока- переносится в триодах типа p-n-р дырками.-

Входя в базу, в которой при однородном распределении пример * атомов и не очень больших токах продольная напряженность ектРического поля близка к нулю, дырки продолжают диффузион-



ное движение под действием устанавливающегося в базе градиента концентраций (участок рп в кривой распределения концентраций дырок на рис. 2.14, б).

Распределение концентрации дырок на пути их движения от эмиттерного перехода к коллекторному отличается от линейного благодаря постепенной рекомбинации некоторого числа дырок с электронами. Закон спадания определяется функцией косеканса [4]. Касательная к началу этой кривой определяет эмиттерный ток /э. На границе коллекторного перехода дырки попадают в зону действия ускоряющего поля в переходе и, пройдя коллекторный слой, создают коллекторный ток /к. Значение этого тока определяется касательной к кривой косеканса у коллекторного перехода.

/7, Пг


Рис. 2.14. Движение носителей в транзисторе типа р-п-р (а) и распределение концентрации носителей в нем (б)

В установившемся режиме коллекторный ток /к всегда меньше эмиттерного /э, так как некоторое количество дырок рекомбини-рует в базе с электронами. Вместо электронов, исчезающих в процессе рекомбинации, в базу входят из внешней (базовой) цепи новые электроны, создающие базовый ток /б. Этот ток проходит под действием поперечного электрического поля в базе

Область рекомбинации, фактически занимающая весь объем базы, схематически представлена на рис. 2.14, а в виде пунктирного кружка.

Электронному току -/б, входящему в базу, отвечает противоположно направленный ему ток во внешней цепи +1б, так как направление тока, как и в любой электрической цепи, учитывается по движению условных положительных зарядов.

При достаточно тонкой базе (которая у сплавных триодов не превышает обычно 10-12 мкн) величина базового тока составляет относительно небольшую долю (1-5%) от - эмиттерного тока.

Три основных тока, различаемые в полупроводниковом триоде, связаны между собой первым правилом Кирхгофа

/э = /к + /б. (2.7)



Коллекторный ток /к связан с эмиттерным 1Э коэффициентом передачи тока

э

Индекс нуль при а указывает на то, что данный коэффициент передачи тока характеризует отношение постоянных токов. Численное значение а0 тем ближе к единице, чем:

а) меньшую долю составляют электроны в эмиттерном токе, что оценивается коэффициентом инжекции:

Y = T;

б) меньше дырок рекомбинирует в базе с электронами, что оценивается коэффициентом переноса:

S = А,

Повышение коэффициента инжекции (до 0,99-0,995) достигается выбором проводимости эмиттера (концентрации основных носителей в нем), много большей (на 2-3 порядка), чем в базе. Увеличение коэффициента переноса б (до 0,91-0,96) достигается созданием возможно более тонкой базы в триоде (у сплавных триодов до 10-12 мкн).

При указанных численных значениях у и б коэффициент передачи тока а0 современных типов триодов достигает значений от 0,9-0,95.

Решая совместно (2.7) и (2.8), можем найти также связь между коллекторным и базовым токами:

= ВГ6, <2.8а)

а также между эмиттерным и базовым токами:

/9 = Г^/б- (2-86)

Влияние напряжения, подведенного к основным электродам транзистора (Э и К), на его коллекторный ток /к при чисто диффузионном движении носителей через базу сказывается через граничные концентрации зарядов в базе, зависящие от напряжений на р-л-переходах. Так, концентрация дырок в базе р„(0) на границе с эмиттерным переходом связана с напряжением Оэ на этом переходе экспоненциальной зависимостью [4]

РпФ)=Рп0е^ (2.9)

ГДе Фт =--тепловой потенциал;

Рпо - равновесная концентрация дырок в базе, характеризуемая пунктирной прямой, параллельной оси абсцисс (рис. 2.14, б).



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 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.