Транзисторы. Петров Б.К - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

13
где x
э
” ,x
к
' – границы эмиттерного и коллекторного p-n-переходов с p-
базой ; D
n
(x) – коэффициент диффузии электронов в базе; n
i
– концентрация
носителей в собственном полупроводнике.
Это выражение справедливо в большом диапазоне токов, за исключением
очень больших и очень малых.
Семейство выходных статических характеристик транзистора ,
включенного по схеме с общим эмиттером , представлено на рис. 9. Каждая из
кривых соответствует ступенчато возрастающему току базы . Из этих
характеристик можно определить малосигнальный (дифференциальный)
коэффициент усиления по току h
21Э
=∂I
К
/∂I
Б
и выходное сопротивление
транзистора r
К
=∂I
К
/∂U
КЭ
. Можно отметить возрастание тока I
К
с повышением
напряжения на коллекторе U
КЭ
. Это связано с уменьшением толщины базы в
результате чего повышается коэффициент усиления по току h
21Э
.
Напряжение U
КЭ
делится между двумя переходами. В результате
создается малое прямое смещение на эмиттере и большое обратное смещение
на коллекторе. Если поддерживать базовый ток постоянным, то должно
оставаться постоянным падение напряжения на эмиттерном переходе. Поэтому
с уменьшением U
КЭ
до определенной величины (∼ 0,7 В для кремниевого
транзистора) смещение на коллекторном переходе принимает нулевое
значение. При дальнейшем снижении U
КЭ
коллектор смещается в прямом
направлении и происходит быстрое падение коллекторного тока.
Пробой транзистора происходит из- за ударной ионизации в коллекторном
p-n-переходе. В некоторых высокочастотных транзисторах с очень тонкой
базой пробой может наступить при смыкании эмиттерного и коллекторного
переходов с ростом коллекторного напряжения.
I
Э
U
ЭБ
U
КЭ1
U
КЭ1
UU
КЭ2 КЭ1
〉
UU
КЭ2 КЭ1
〉
x
0
Рис.8. Входные статические характеристики n-p-n-транзистора,
включенного по схеме с общим эмиттером (а), и распределение
концентрации электронов в базе при разных коллекторных напря-
жениях (б).
n
n
+
p
′
′
′
x
э0
x
э
x(U)
кКЭ2
x(U)
кКЭ1
                                          13

     гд е xэ ” ,xк' – границы эм иттерного и коллекторного p-n-переход ов с p-
базой; Dn(x) – коэф ф ициентд иф ф узии электронов в базе; ni – концентрация
носителей всобственном полупровод нике.
     Э то вы раж ениесправед ливо вбольш ом д иапазонетоков, за исклю чением
оченьбольш их и оченьм алы х.

   IЭ                                    n




            U К Э 2〉U К Э 1                    n+                      p
                                UК Э 1

                                                    UК Э 2〉UК Э 1          UК Э 1


                                 UЭ Б     0 xэ0 x′э′        x′к(UК Э 2) x′к(UК Э 1) x


           Рис.8. В ход ны естатическиехарактеристики n-p-n-транзистора,
            вклю ченного по схем есобщ им эм иттером (а), и распред еление
            концентрации электроноввбазепри разны х коллекторны х напря-
           ж ениях (б).
       Сем ейство вы ход ны х статических           характеристик транзистора,
вклю ченного по схем е с общ им эм иттером , пред ставлено на рис. 9. К аж д ая из
кривы х соответствует ступенчато возрастаю щ ем у току базы . И з этих
характеристик м ож но опред елить м алосигнальны й (д иф ф еренциальны й)
коэф ф ициент усиления по току h21Э =∂IК /∂IБ и вы ход ное сопротивление
транзистора rК =∂IК /∂UК Э . М ож но отм етить возрастание тока IК с повы ш ением
напряж ения на коллекторе UК Э . Э то связано с ум еньш ением толщ ины базы в
результатечего повы ш ается коэф ф ициентусиления по токуh21Э .
      Н апряж ение UК Э д елится м еж д у д вум я переход ам и. В результате
созд ается м алое прям ое см ещ ение на эм иттере и больш ое обратное см ещ ение
на коллекторе. Е сли под д ерж ивать базовы й ток постоянны м , то д олж но
оставаться постоянны м пад ениенапряж ения на эм иттерном переход е. Поэтом у
с ум еньш ением UК Э д о опред еленной величины (∼ 0,7 В д ля крем ниевого
транзистора) см ещ ение на коллекторном переход е приним ает нулевое
значение. При д альнейш ем сниж ении UК Э коллектор см ещ ается в прям ом
направлении и происход итбы строепад ениеколлекторного тока.
       Пробой транзистора происход итиз-за уд арной ионизации вколлекторном
p-n-переход е. В некоторы х вы сокочастотны х транзисторах с очень тонкой
базой пробой м ож етнаступить при см ы кании эм иттерного и коллекторного
переход овсростом коллекторного напряж ения.

Страницы