Физические основы электроники. Глазачев А.В - 48 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

А.В. Глазачев, В.П. Петрович. Физические основы электроники. Конспект лекций
48
входного сигнала, и
2
E – ЭДС ис-
точника питания (мощного
ка). ЭДС
1
E подключается так, чтобы
эмиттерный переход был смещен в
прямом направлении, а ЭДС
2
E
должна смещать коллектор-ный пере-
ход в обратном направле-нии. Тогда
при отсутствии тока в цепи источника
входного сигнала (во входной цепи
транзистора) нет тока и в цепи источ-
ника питания (в выходной цепи).
Строго говоря, в выходной цепи бу-
дет протекать очень маленький ток –
обратный ток закрытого коллектор-
ного перехода
кбо
I , но им ввиду его
малости можно пренебречь. Если же
во входной цепи транзистора создать под действием источника
1
E какой-то ток
э
I , то дырки, являю-
щиеся основными носителями в р-области эмиттера будут инжектироваться в область базы, где они
становятся уже неосновными носителями. Те из них, которые попадают в зону действия электрическо-
го поля коллекторного перехода, будут испытывать со стороны этого поля ускоряющее, притягиваю-
щее действие и будут переброшены через границу раздела в область коллектора (область р-типа), где
дырки уже являются основными носителями. Таким образом, в цепи источника питания появится ток –
ток коллектора
к
I , который, протекая по сопротивлению нагрузки
н
R , создает там падение напряже-
ния:
нк
RIU
=
, (3.1)
которое является выходным сигналом усилителя и в точности повторяет все изменения входного сиг-
нала.
Отметим, что не все носители, инжектированные из эмиттера в базу, достигают коллекторного
перехода; часть из них рекомбинирует в базе по пути движения от эмиттерного перехода к коллектор-
ному – ток
рекб
I . Поэтому ток коллектора
к
I принципиально меньше тока эмиттера
э
I .
Отношение этих токов характеризует коэффициент передачи по току:
э
к
I
I
=a . (3.2)
Чтобы увеличить коэффициент передачи по току область базы делают тонкой, чтобы меньшее
количество носителей рекомбинировало в ней, и, кроме того, площадь коллекторного перехода делают
больше площади эмиттерного перехода, чтобы улучшить процесс экстракции носителей из базы. Та-
ким образом, удается достичь величины коэффициента передачи по току
99
,
0
95
,
0
K
=
a
и более.
Несмотря на то, что в рассмотренной схеме усиления по току нет (
1
<
a
), все же коэффициент
передачи по мощности может быть значительно больше единицы за счет большого усиления по на-
пряжению. Ведь даже при малой величине коллекторного тока
к
I падение напряжения на сопротивле-
нии нагрузки
кк
RI может быть значительным, за счет большой величины напряжения источника пи-
тания.
Отметим, что в транзисторах n–p–n-типа все описанные процессы протекают точно так же, но
полярность источников
1
E и
2
E должна быть противоположной, а из эмиттера в базу будут инжекти-
роваться электроны, и электроны же будут образовывать коллекторный ток в цепи источника
2
E .
Следует отметить, что в процессе усиления электрического сигнала в транзисторе происходит
изменение ширины базового слоя
W
, так как под действием внешних источников
1
E и
2
E толщина p–
n-переходов изменяется, что в условиях малой ширины базового слоя происходит ее модуляция (дан-
ное явление получило название эффект Эрли). Это приводит к ряду особенностей:
1. Чем уже становится база, тем меньшее количество инжектированных носителей будет
рекомбинировать в ней и, следовательно, большее количество их достигнет коллекторного перехода и
Э
К
p
ЭП
КП
n
+
+
-
-
э
I
к
I
б
I
н
R
p
I
э
a
p
I
э
рекб
I
n
I
э
кбо
I
W
1
E
2
E
Рис. 3.4. Движение носителей заряда и токи в биполярном транзисторе
при активном режиме работы

Страницы