2015-05-26
1276
типа p-n-p.
Рассмотрим движение носителей заряда через структуру транзистора, которые протекают в выводах эмиттера, базы и коллектора, при условии, что на ЭП подано прямое напряжение, а на КП - обратное (т.е. транзистор работает в активном режиме).
Значение токов, протекающих через структуру транзистора, определяется не только напряжениями, которые подаются на эмиттерный и коллекторный переходы, но и взаимодействием этих переходов между собой. Взаимодействие переходов, в свою очередь, зависит от расстояния между ними, т.е. от ширины области базы - W.
|
На рисунке 3.3 показаны движение носителей заряда в структуре p-n-p транзистора и токи, протекающие во внешних выводах.
Если ширина базы W меньше диффузионной длины пробега неосновных носителей заряда в базе 
(рис.3.3), то значение тока, протекающего через КП, определяется следующими причинами:
1) т.к. в этом случае ширина базы гораздо меньше ширины области коллектора, то и количество неосновных носителей заряда, возникающих при данной температуре в области базы (
), будет гораздо меньше количества неосновных носителей заряда, возникающих в области коллектора (
), и можно считать, что 
, где 
– ток неосновных носителей заряда КП.
|
|
|
2) дырки, которые диффузионно переходят из эмиттера в базу над снизившимся потенциальным барьером эмиттерного перехода, в базе продолжают двигаться диффузионно в основном в сторону коллекторного перехода. А т.к. ширина базы меньше их диффузионной длины пробега, то они достигнут коллекторного перехода в количестве тем больше, чем меньше ширина базы. Однако, вследствие дисперсии, т.е. беспорядочного теплового движения носителей, какая-то часть дырок не доходит до КП из-за процесса рекомбинации на поверхности, у базового вывода или в толще базы, в следствии этого в цепи базы появляется базовый ток 
.
Величина, характеризующая долю тока эмиттера, достигающую коллекторного перехода. называется коэффициентом передачи постоянного тока эмиттера и обозначается 
.
.
Тогда ток коллектора:
Таким образом, ток через КП для случая 
(для p-n-p транзистора) является суммой двух составляющих - тока дырок, инжектированных из эмиттера в базу, и нулевого коллекторного тока 
.
В толщине базы протекает и рекомбинационный ток, но в силу того, что процесс рекомбинации в базе при резко уменьшается, рекомбинационная составляющая тока базы тоже мала.
Соответственно во внешних выводах эмиттера, базы и коллектора будут протекать токи:
вывод эмиттера 
,
вывод коллектора 
,
вывод базы 
,
где 
- является рекомбинационной составляющей тока базы, величина которой зависит от величины прямого напряжения, приложенного к ЭП.
|
|
|
- ток неосновных носителей заряда, величина которого от приложенного напряжения почти не зависит.
Если p- n-p транзистор, работающий как усилитель электрических колебаний, включен в схему так, как это показано на рис.3.4, то включение последовательно с источником 
переменного напряжения 
приведет к появлению переменных составляющих тока эмиттера 
, тока коллектора 
и тока базы 
, которые будут накладываться на постоянные составляющие. Так же как и постоянные токи, протекающие через p-n-p транзистор, переменные токи являются функциями напряжения. Если на вход подается синусоидальное напряжение, то оно вызовет синусоидальные изменения плотности дырок в эмиттерном и коллекторном переходах, т.е. синусоидальные изменения переменных токов эмиттера, коллектора и базы.
|
Переменный ток, протекающий через ЭП, равен сумме электронного и дырочного токов, причем для p-n-p транзистора только дырочная составляющая проходит последовательно ЭП, обладающий малым сопротивлением и КП, обладающий большим сопротивлением, т.е. создает условия для усиления электрических колебаний.
Поэтому на практике для характеристики усилительных свойств транзистора пользуются коэффициентом передачи тока эмиттера или, как его иначе называют, коэффициентом усиления по току 
, который является отношением общего коллекторного переменного тока к общему эмиттерному переменному току в режиме короткого замыкания коллектора на базу по переменному току.
.
