(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

Из (2.9) следует, что с переходом к новому значению 1)ь изменяется начальная концентрация зарядов в базе р„(0). Уменьшение концентрации от рр0 на эмиттерной границе перехода до рп(0) на базовой его границе происходит в тормозящем электрическом поле.

Граничная концентрация электронов после перехода из базы в эмиттерный слой уменьшается до пр(0). В эмиттерном слое происходит дальнейшее уменьшение концентрации электронов до равновесной концентрации пр0.

Так как концентрация электронов в базе примерно на два порядка меньше, чем концентрация дырок в эмиттере, то и электронная составляющая эмиттерного тока равна не более 1 % от полного значения эмиттерного тока.

Концентрация дырок на границе с коллекторным переходом рп(к) связана с напряжением на коллекторном переходе UK аналогичной зависимостью:

рп(к)=рп0е^- (2.9а)

От граничных концентраций зарядов в базе зависят их градиенты, а т,ем самым согласно (1.12) и диффузионные токи

Таким образом, связь между током и напряжением в транзисторе (как и в полупроводниковых диодах) не непосредственная, как это имеет место при дрейфовом движении зарядов, а определяется через граничные концентрации и их градиенты.

Так как у триодов типа р-п-р величина UK отрицательная, то уже при самых малых абсолютных значениях 0К (начиная от [ UK \ = 0,1 е) граничная концентрация дырок у коллекторного перехода рп(к) приближается к нулю. Это значит, что основное влияние на градиенты концентраций и тем самым на значения эмиттерного /э и коллекторного /к токов при значениях UK , превышающих указанный минимум, оказывает напряжение на эмиттерном переходе.

Электронная составляющая коллекторного тока не превосходит обычно, так же как и в эмиттерном токе, 1 % от дырочной составляющей тока.

При относительно малой протяженности базы кривая косеканса на рис. 2.14, б может с достаточно хорошим приближением аппроксимироваться прямой. Поэтому при приближенном анализе кривую косеканса часто заменяют прямой. Формально (но не фактически) исчезающая при этом разница между эмиттерным и коллекторным токами учитывается при этом коэффициентом передачи ос0, получаемым из отношения (2.8). 1

Общее выражение, связывающее токи с напряжениями в транзисторе, может быть получено, если рассматривать полупроводниковый'триод состоящим как бы из двух связанных между собой встречно включенных диодов. Такую связь отражает эквивалентная схема, приведенная на рис. 2.15, а. Один из диодов со слоями р



п и переходом /7Х - эмиттерный , а другой с переходом Я2 - коллекторный .

для общности анализа предполагают, что в обоих диодах слоям

сообщаются положительные потенциалы по отношению к общей базе п. Хотя такой режим (когда коллектору триода сообщается положительный потенциал по отношению к базе) на практике встречается сравнительно редко, тем не менее его теоретическое рассмотрение дает возможность, воспользовавшись принципом наложения (суперпозиции), установить простые аналитические зависимости между токами и напряжениями при различных вариантах включения триода.

Применяя принцип суперпозиции,. можно ток в каждом из диодов рассматривать как сумму двух токов: тока, инжектируемого непосредственно эмиттером данного диода (собственная или инжек-

41.

I (1-adb

Рис. 2.15. Эквивалентные схемы для постоянных составляющих тока в транзисторе при положительных потенциалах на эмиттере и коллекторе (а); при положительном потенциале на эмиттере и отрицательном иа коллекторе (б)

,тируемая составляющая тока), и тока, получаемого от. другого диода .(транзитная составляющая тока). Транзитные составляющие токов аг/? и а„/э, создаваемые диодами (рис. 2.15, а), направлены навстречу (при положительной полярности на электродах Э и К) инжектируемым составляющим тока. Результирующие токи в переходах могут быть в этом случае представлены в виде следующих равенств: /; = /.-аЛ, (2.10)

/; = /к-V (2.П)

где а0 и а,[ - соответственно прямой и инверсный коэффициенты передачи тока, определяющие собой те доли инжектируемых токов, которые доходят до переходов. Подставляя вместо /9 и /к выражения, связывающие их с напряжениями, в соответствии с (1.15) гюлучаем

/; = / (е*. - 1)-а1Гц(еЪ -1),-

Гк=1 *(е^ -l)-a0I3S(e 1),

(2.10а) (2.11а)



где Гэ$ и Гк? - токи насыщения у переходов триода. Они количественно отличаются от тока насыщения, входя щего в выражение (1.15), только множителем

1 - авщ

Полученные общие уравнения (2.10а) и (2.11а), связывающие токи с напряжениями в триоде, известны в литературе под названием уравнений Эберса и Молла.

Если коллектору сообщается фактически отрицательный потенциал, как это обычно имеет место в усилительных каскадах, то члены, содержащие показатель степени - UK6, приближаются к нулю, когда UK6 \ становится больше, чем (3 4) фх. (Это соответствует примерно Uk6 = 0,1 е.) При учете этого, а также изменения знака у тока /к уравнения (2.10) и (2.11) могут быть переписаны в виде

/;-=/.+ ,/*, (2.Ю6)

и

/к = а0/э + /ко, (2.116)

где /к0 = IKS - тепловой ток в коллекторном переходе.

Этим равенствам отвечает эквивалентная схема рис. 2.15, б для постоянных составляющих токов при работе триода в усилительном режиме.

Большую часть теплового тока /к0 создают дырки, уходящие из базы в коллекторный слой под действием поля в переходе, и очень малую долю этого тока составляют электроны, перемещающиеся в противоположном направлении, поскольку их концентрация примерно на два порядка меньше концентрации дырок в базе (см. рис. 2.14, б).

При нормальных температурах тепловой ток /к0 триода достаточно мал (у германиевых триодов он составляет единицы и десятки микроампер, а у кремниевых - десятые и сотые доли микроампер), но с повышением температуры он быстро растет в соответствии с равенством [4]

/ко = /ко0е*4Г, (2-12)

где /к 00 - тепловой ток, измеренный при комнатной температуре (Т = 20-25° С); ДГ - превышение данной температуры над комнатной; к - тепловой коэффициент, значение которого у германиевых триодов лежит в пределах 0,05-0,09 град.1, а у кремниевых - в пределах 0,07-0,13 град1. Меньший тепловой ток у кремниевых триодов является их заметным преимуществом, поскольку температурное влияние на режим их работы сказывается значительно слабее.



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.