2020-06-12
194
В зависимости от способа подключения р-n -переходов транзистора к внешним источникам питания он может работать в режиме отсечки, насыщения или активном режиме.
Режим отсечки транзистора получается тогда, когда эмиттерный и коллекторный р-n -переходы подключены к внешним источникам в обратном направлении (рис. 7.3.2, а).
Рис. 7.3.2. Токопрохождение в транзисторе в режимах отсечки (а) и насыщения (б)
В этом случае через оба р-n -перехода протекают очень малые обратные токи эмиттера (IЭБО) и коллектора (IКБО). Ток базы равен сумме этих токов и в зависимости от типа транзистора находится в пределах от единиц микроампер — мкА (у кремниевых транзисторов) до единиц миллиампер — мА (у германиевых транзисторов).
Если эмиттерный и коллекторный р-n -переходы подключить к внешним источникам в прямом направлении, транзистор будет находиться в режиме насыщения (рис. 7.3.2, б). Диффузионное электрическое поле эмиттерного и коллекторного переходов будет частично ослабляться электрическим полем, создаваемым внешними источниками UЭБ и UКБ. В результате уменьшится потенциальный барьер, ограничивавший диффузию основных носителей заряда, и начнется проникновение (инжекция) дырок из эмиттера и коллектора в базу, а также электронов из базы в эмиттер и коллектор. Однако в процессе изготовления транзистора насыщенность базы электронами делается гораздо меньше, чем эмиттера и коллектора дырками. Поэтому для упрощения дальнейших рассуждений инжекцией электронов из базы в эмиттер и коллектор будем пренебрегать. Таким образом, в режиме насыщения ток эмиттера IЭ.нас . и IК.нас . коллектора будут обусловлены перемещением дырок из эмиттера и коллектора в базу. При этом ток базы равен сумме этих токов.
|
|
|
Режимы отсечки и насыщения используются при работе транзисторов в импульсных схемах и в режиме переключения. Для усиления сигналов применяется активный режим работы транзистора.
При работе транзистора в активном режиме его эмиттерный переход включается в прямом, а коллекторный — в обратном направлениях (рис. 7.3.3).
Рис. 7.3.3. Включение транзистора в активном режиме работы по схеме с общей базой
Под действием прямого напряжения UЭБ происходит инжекция дырок из эмиттера в базу. Попав в базу n -типа, дырки становятся в ней неосновными носителями заряда и под действием сил диффузии движутся (диффундируют) к коллекторному р-n -переходу. Часть дырок в базе заполняется (рекомбинирует) имеющимися в ней свободными электронами. Однако ширина базы небольшая — от нескольких единиц до 10 мкм. Поэтому основная часть дырок достигает коллекторного р-n -перехода и его электрическим полем перебрасывается в коллектор. Очевидно, что ток коллектора IК. р не может быть больше тока эмиттера, так как часть дырок рекомбинирует в базе.
|
|
|
Поэтому:
Величина h21Б называется статическим коэффициентом передачи тока эмиттера. Для современных транзисторов h21Б= 0,90 … 0,998.
Так как коллекторный переход включен в обратном направлении (часто говорят—смещен в обратном направлении), через него протекает также обратный ток IКБО, образованный неосновными носителями базы (дырками) и коллектора (электронами). Поэтому полный ток коллектора транзистора, включенного по схеме, приведенной на рис. 7.3.3.
IК= h21БIЭ+ IКБО
Дырки, не дошедшие до коллекторного перехода и прорекомбинировавшие (заполнившиеся) в базе, сообщают ей положительный заряд. Для восстановления электрической нейтральности базы в нее из внешней цепи поступает такое же количество электронов. Движение электронов из внешней цепи в базу создает в ней рекомбинационный ток IБ.рек .. Помимо рекомбинационного через базу протекает обратный ток коллектора в противоположном направлении, и полный ток базы
IБ=IБ.рек. - IКБО.
В активном режиме ток базы в десятки и сотни раз меньше тока коллектора и тока эмиттера.
