Распределение носителей в базе транзистора в активном режиме

Распределение носителей в базе транзистора в активном режиме приведено на рис.10. Если толщина базы l _ббольше средней длины диффузии электронов в базе L_n, то это транзистор с “толстой” базой (рис.10,а). Электроны n _p(0) из эмиттера через прямосмещенный эмиттерный переход попадают в базу. В базе электроны рекомбинируют с дырками и их концентрация уменьшается по закону n _p(x)= n _p(0)exp(– x / L_n). На расстоянии, большем L_n от эмиттерного перехода, концентрация электронов становится равновесной n _p и не изменяется. На расстоянии L_n от коллекторного перехода электроны за время жизни могут продиффундировать до коллекторного перехода и экстрагироваться ускоряющим электрическим полем коллекторного перехода. В этой области их концентрация изменяется от n _p до нуля по закону n _p(x)= n _p(0)[1–exp–(l _б– x)/ L_n ]. Таким образом, в транзисторе с “толстой” базой электроны, инжектированные из эмиттера, не достигают коллекторного перехода, а полностью рекомбинируют в базе, коллекторный ток не зависит от эмиттерного и транзистор эквивалентен двум встречновключенным диодам.

Если уменьшать толщину базы транзистора, сдвигая металлургические границы эмиттерного и коллекторного переходов, то при l _б< L_n, (обычно l _б≈ 0.2 L_n) получится транзистор с тонкой базой (рис.10,б). Распределение концентрации электронов в тонкой базе происходит в результате сопряжения двух экспонент. Такое распределение в первом приближении описывается прямой линией. С учетом небольшой рекомбинации электронов в базе эта линия немного прогибается, как показано пунктирной линией на рис.10,б. В этом случае большая часть электронов, эмитированных из эмиттера, достигает коллектора, поэтому, изменяя ток эмиттера, можно управлять током коллектора.