Пасынков.Полупроводниковые приборы (1084497), страница 50
Текст из файла (страница 50)
через параметры реального транзистора: Эти равенства также являются приблизительными, тах как для одномерной теоретической модели транзистора принят ряд допущений (см. $4.11). Знаки у коэффициентов передачи тока змиттера одномерной теоретической модели транзистора и реального транзистора (4.83) различны в связи с отличием направлений токов в реальном транзисторе, включенном по схеме с общей базой, и условно принятымн направлениями тех же токов в эквивалентном четырехполюснике. Сопротивление эмиттера. Если у = 1, то сопротивление эмит- тера Для бездрейфового транзистора, воспользовавшись соотношениями з 4.4, получим (4.86) 24! Для дрейфового транзистора с постоянным полем в области базы Таким образом, сопротивление эмиттера у бездрейфового транзистора меньше, чем у дрейфового, примерно вдвое.
Это обусловлено тем, что сопротивление эмиттера в бездрейфовых транзисторах отражает ие только изменение тока эмиттера при изменении напряжения, но н учитывает влияние модуляции толщины базы. В дрейфовых транзисторах ток эмиттера в значительной степени определяется электрическим полем; следовательно, роль модуляции толщины базы в данном случае меньше. Диффузионная емкость вмиттера. Аналогично находят диффузионную емкость эмиттера: Диффузионное сопротивление базы. Расчет дает Для бездрейфового транзистора ьт а' г«.««э = — —, Вг«, Чlэ м« Полученные результаты показывают, что для дрейфовых транзисторов диффузионное сопротивление базы меньше, чем для йю ьгию ЗУкв (4.99) зг)„,р г„= )эб, (4.100) (4.92) (4.93) для дрейфового 41 ю' Аь(О) Са юэ 6 ь Пь У(ю) ~(9) й'(ю) У(ю) Г ив ьгю С, „э=~э 0ь э У ьгьь,' (4.94) (4.101) (4.
102) для дрейфового гэб„ю 1 З11 вь Л(О) У(э) (4. 108) )2 г» ьь'ю 1эьи— ь)и„ь (4.95) н дрейфового транзистора б 4.!3. БАэьвэмыв Баакостм пвввходов и сопэотмвлвнмв БАЗЫ бь(О) Аь(ю) Ии— (4.9б) )эю ьГю «иьь йю ььб„б, ьгию ьги.а 21)кв (4.97) г) з 1эб, (4.98) ваада 2(эь — Уэв) (4. 104) 241 бездрейфовых. Это также связано с тем, что влияние модуляции толщины базы на ток эмнтгера в дрейфовых транзисторах незначительноо. Диффузвоикая емкость базы.
По аналогии с определением диффузионной емкости эмиттера, егэ 1 ьгв 1 и Для бездрейфового транзистора С Диффузионная емкость базы дрейфового транзистора получилась довольно большой, что отражает малую обратную связь между цепямн коллектора и эмнттера нз-за малого влияния модуляции толщины базы. Сопротивление коллектора. Исходя из выражений для токов, получим значения сопротивлений коллектора бездрейфового транзистора Этн соотношения можно преобразовать, воспользовавшись выражением для толщины коллекторного перехода.
В бездрейфовых транзисторах обычно используются резкие р-л-переходы. В этом случае Если принять, что коллекторный переход дрейфового транзистора плавный с линейным распределением концентрации примесей, то Из полученных выражений следует, что сопротивление коллектора дрейфового транзистора больше, чем бездрейфового, как из-за меньшего влияния модуляции толщины базы на ток коллектора, так и из-за более слабой зависимости толщины области объемного заряда от напряжения для плавных переходов.
Диффузионная емкость коллектора. Этот параметр эквивалентной схемы определяется аналогично предыдущим: Для бездрейфового транзистора )эюб. С 4=20 Определение барьерных емкостей переходов транзистора в принципе ничем не отличается от расчетов, приведенных в $2.8.
При расчете барьерной емкости коллектора часто можно пренебречь контактной разностью потенциалов, учитывая, что постоянное напряжение на коллекторе довольно велико. Расчет барьерной емкости эмнттера имеет некоторые особенности. Прежде всего обязательно надо учитывать контактную разность потенциалов, так как напряжение на эмиттере прямое. Кроме того, в цепи эмиттера часто задается ток (см. $4.8), а не напряжение.
Это связано с малым входным сопротивлением транзистора. Поэтому напряжение в формуле для барьерной емкости лучше тоже выразить через ток эмиттера. Например, для бездрейфового транзистора с резким эмиттерным переходом Контактная разность потенциалов из (2.2) зг п„,р, тр„,„— !п —" (4. 105) Напряжение на эмиттере нз (4.!6) Уэз = — 1п ЗГ 1эпг Ч 4 22 та (4.! 06) Подставив этн выражения в (4.104), получим еее~рт зг айвз 2 — !и— 4 1эм (4.107) База транзистора обладает, как отмечалось, сопротивлением; следовательно, проходящие через иее токи могут создавать иа бл гзг,гзз з ат гзе йэ гтг./Зг тт Рве.
4.29. Путв токов в базе трапзпсторов (схсматпчно); а — сплавного; б — плапзрпого этом сопротивлении падения напряжения, которые прикладываются к переходам транзистора, создавая обратные связи. Кроме того, и само сопротивление базы определяет значение постоянных времени заряда барьерных емкостей переходов. Поэтому для определенна роли сопротивления базы н его места в эквивалентной схеме транзистора рассмотрим распределение токов в базе. Характер такого распределения в значительной степени зависит от конструкции транзистора (рис. 4.29).
Токи в области базы транзистора можно подразделить иа следующие: 1) постоянная составляющая тока базы, связанная с рекомбинацией, с ннжекцней носителей заряда из базы в эмиттер и частично с лавинным умножением тех носителей, которые идут от эмиттера в коллектор, /ю =/э/ймэ, (4. 108) 242 путь этой составляющей тока идет нз активной части базы к выводу базы; 2) переменная составляющая тока базы, связанная с теми же процессами, что и постоянная составляющая, а также с накоплением заряда в базе, /и гт/йзь' (4.
109) путь этой составляющей тока тот же, что н первой; 3) переменная составляющая тока базы, связанная с зарядом барьерной емкости эмнттера, таз=!отС е сг а, (4.1! О) эта составляющая тока проходит практически тот же путь, что и первые две; 4) обратный ток коллектора гзт=гкзО, (4.! 11) эта составляющая тока базы идет от коллекторного перехода к выводу базы; 5) ток заряда барьерной емкости коллектора /„=1 С„„„и; (4.1! 2) этот ток проходит путь примерно такой же, как н обратный ток коллектора.
Влияние этих токов на работу транзистора различно. Постоянные составляющие приводят к смещению рабочих точек н перераспределению плотности тока по площади эмнттера. Кроме того, следует учесть, что сопротивление, через которое проходят постоянные токи, модулироваио — под действием переменного напряжения коллектора изменяется ширина области объемного заряда коллекторного перехода, что приводит к изменению толщины базы, т. е.
сечения, через которое проходят постоянные токи. Прохождение постоянных токов через переменное сопротивление приводит к проявлению переменного напряжения, которое прикладывается к р-л-переходам транзистора, приводя к появлению обратной связи. Переменные составляющиетоков, проходя через сопротивление базы, вызывают появление переменных напряжений, которые также приводят к появлению обратных связей в транзисторе.
Такие обратные связи образуются по-разному в зависимости от конструкции транзистора. Так, в конструкции, представленной иа рнс. 4.29, а, к эмиттерному переходу прикладывается падение напряжения, вызванное всем током заряда барьерной емкости коллектора. При другой конструкции (рис. 4.29, б) только ток, идущий от части коллектора, примыкающей к активной и пассивной частям базы, создает падение напряжения, которое влияет иа разность потенциалов между эмиттером и базой. Ток, идущий через периферическую часть базы, такой обратной связи не создает. Помимо создания обратных связей в транзисторе переменные составляющие тока обеспечивают изменение зарядов барьерных 24З откуда ()„= у„ф(хла — х,').
(4,118) (4. 119) Тогда — =оу))о)((4У«, (4,! !3) е. Рнс. 4.30. Структура транзястора, прннятая лля расчета сопротнзлення базы вл.бяр ) е*,ух ! (4. ! 15) а) () — (), = у„ф(х~ — «т). (4. 116) Ова ° 1 а ло — = унС„... Е* — + (Гоа ' в 5 3 3 — «1 з + Ьт 3 ) = УНГа Св.аор, (у = у,— *' (ха — х'); (4.117) (4.122) 245 емкостей, так что соответствующие сопротивления определяют постоянные времени. Особенности расчета сопротивлений базы: 1) так как оии представляют собой распределенные сопротивления каких-то объемных областей, необходимо учитывать растекание токов; 2) в связи с распределенным характером сопротивления базы следует учитывать какой-то средний эффект, производимый таким сопротивлением.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
