Основы полупроводниковой электроники. Яровой Г.П - 59 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

117
)1(
pEnE
II γ−= . (6.2)
Приток электронов в базу со стороны коллектора связан с
электронной составляющей обратного тока коллектора I
nK
,
который также мал и не зависит от напряжения на коллекто-
ре. Электронная составляющая тока коллектора I
nK
сильно за-
висит от температуры и ширины запрещенной зоны полупро-
водника.
Результирующий электронный ток базы I
nB
равен разно-
сти:
nKnEnB
III −= . (6.3)
Этот ток беспрепятственно вытекает через антизапорный
контакт базы. Для неосновных носителей эмиттерный пере-
ход является инжектирующим, а коллекторный − антизапор-
ным. Поэтому дырки, в отличие от электронов, могут беспре-
пятственно перемещаться вдоль базы. При 1≈
p
γ дырочный
ток эмиттера I
pE
практически равен полному току эмиттера
EEppE
III ≈=γ .
Дырки, инжектированные в базу, образуют там положи-
тельный пространственный заряд, который может быть ней-
трализован только за счет притока электронов через базовый
контакт, так как со стороны эмиттера и коллектора обмен
электронами практически отсутствует. Эта нейтрализация, так
же как в р−n-переходе, осуществляется с максвелловским
временем релаксации. В результате в базе образуется гради-
ент концентрации дырок и электронов, которые смещаются в
сторону коллектора. На этом пути некоторое число дырок ре-
комбинирует с электронами и до коллектора доходит только
их часть, равная
EK
pp η= , где
η
<1 − коэффициент переноса.
Эти дырки беспрепятственно проходят в коллектор, где они
становятся основными носителями. Оставшиеся в базе элек-
троны для восстановления электрической нейтральности мо-
гут выйти только через базовый контакт. В результате элек-
118
тронный ток базы, связанный с переносом дырок, будет равен
разности между потоками электронов, вошедших в базу и
вышедших из нее для установления электрической нейтраль-
ности. Другими словами, электронный ток базы равен разно-
сти между дырочными составляющими тока эмиттера I
pE
и
тока коллектора I
pK
)1( ηγηγ−=−=−=
EEEpKpEpB
IIIIII (6.4)
Таким образом, по своей физической природе ток базы,
связанный с переносом дырок, обусловлен рекомбинацией.
Действительно, если бы дырки не рекомбинировали, т. е.
η
=1,
то 0=
pB
I . При сильной рекомбинации 0→η и I
pK
~ 0 и ток
базы равен току эмиттера, как в р–n-диоде. Эти примеры со-
ответствуют двум предельным случаям, когда ширина базы l
много меньше длины диффузии L
p
и почти все дырки прохо-
дят в коллектор и когда l>>L
p
, и все дырки рекомбинируют в
базе, не доходя до коллектора. При l>>L
p
между эмиттером и
коллектором нет взаимодействия и структура на рис. 6.2
представляет собой не транзистор, а два изолированных р−n-
перехода, включенных навстречу друг другу. Поэтому необ-
ходимым условием для переноса неосновных носителей через
базу является требование l<<L
p
.
Полный электронный ток базы согласно (6.2), (6.3) и (6.4)
равен
,)1()1()1(
0 nKEnKEE
pBnBB
IIIII
III
−−=−−+−=
=+=
αηγγ
(6.5)
где γηα=
0
− коэффициент передачи на постоянном токе.
Обычно 1≈<γη , ток I
nK
= const и мал, поэтому коэффициент
передачи фактически равен коэффициенту переноса ηα≈
0
и,
следовательно, полный ток базы в основном обусловлен ре-
комбинацией. Это обстоятельство является очень важным для
понимания усилительных и частотных свойств транзисторов

Страницы