Главная страница  Транзисторные схемы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 [ 50 ] 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

Вместо функции ошибок erf Уб можно, как правило, использовать простую

аппроксимацию --

erf =Al-e-e, (2-93а)

которая при малых и больших 6 соответственно упрощается:

BTiVfVb при е<0,5; (2-936)

erf Кё = 1-i-e-e при е>0,5. (2-93в)

Приравняв (2-92) выражению для неравновесной граничной

концентрации (2-28а), легко найти искомую функцию u(Q):

eTiyjy (2-94)


(e) = фг-ln(l-f

r-ii-J

Начальным значением этой функции является U (0) = О, а конечным значением U (со) - функция (2-37) при / = /i.

Функция (2-94) имеет почти скачкообразный характер (рис. 2-41, а). Например, если = = 1№, то при 6 = 0,01 имеем уже и = 0,8t/ (оо) Время установления на уровне 0,9, которое обозначим бу, нетрудно получить, полагая [/ (бу) = = 0,9L (со), пренебрегая единицей в выражении (2-94) и используя аппроксимацию (2-93а). После преобразования получим:

е; = In

(2-95)

Например, если Ixllo

е; = 0,1.

Второй компонент прямого напряжения (/) можно найти.

Рис. 2-41. Этап установления прямого напряжения.

- временные диаграммы; б - динамические вольт-амперные характеристики диода (начальная, промежуточная и установившаяся) и соответствующие рабочие точки при малом и большом рабочих токах (пунктиром показаны составляющие полных характеристик - для перехода и для базового слоя).



зкая закон модуляции сопротивления базы при высоком уровне инжекции. В § 2-8 было показано, что для достаточно толстой базы зависимость установившейся величины сопротивления от тока ./.i имеет вид (2-77а). При выводе этой формулы распределение носителей вдоль базы было принято экспоненциальным, как и должно бьп-ь в стационарном режиме. Во время переходного процесса распределение дырок характеризуется изображением, оригинал которого слишком сложен для последующего интегрирования. Поэтому примем, что распределение дырок все время остается экспоненциальным, но диффузионная длина L меняется со временем от значения L = О при / = О (или при S = оо) до установившегося значения L при = оо (или при S = 0). Такое допущение основано на выражениях (1-124) и (1-125) для операторной диффузионной длины и ее оригинала. Подставляя функцию L (t) из (1-125) в выражение (2-77а), характеризующее толстую базу, и умножая обе части на ток /, получаем искомое напряжение :

u,m = U,(0)[l~l-ln(l+b,)eTfV], (2-96)

где (0) = /,Гбо и = li/le- Из формулы видно, что напряжение Ыб (6) монотонно уменьшается от начального значения 0 (0) до установившегося значения Uq (оо), т. е. имеет начальный выброс (рис. 2-41, а). Значение выброса

АгУб = гУб(0)-гУб(оо) = гУб(0)--1п(1+Л). .

Время установления можно оценить из условия (Оу) = = (/б (0) - 0,9Д6б, которое дает:

е;я 1,35.

Таким образом, длительность выброса несколько больше времени жизни т.

Теперь остается просуммировать напряжения и (в) и (в), чтобы получить полное прямое напряжение на диоде Ыд (6). В зависимости от тока /i функция Ыд (6) может быть разной. При небольшом токе, когда выброс At/g невелик, выброс напряжения Ыд отсутствует. При достаточно большом токе кривая прямого напряжения имеет выброс, хорошо известный из практики диодных импульсных схем (рис. 2-41, а). Происхождение выброса дополнительно иллюстрируется на рис. 2-41, б.

Максимальное значение прямого напряжения t/д при наличии выброса можно найти путем дифференцирования суммы функций (6) и б (в), представленных выражениями (2-94) и (2-96). В результате оказывается (см. 3-е. издание

, * Вообще говоря, следовало бы подставить L (6) не только вместо длины L, входящей в формулу (2-77а) непосредственно, но и вместо длины L, входящей выражение для тока /(,. Однако вторая подстановка практически несущественна.



данной книги), что время б т. соответствующее значению U, близко к нулю-Соответственно

(2-97) (2-98)

Часто выброс прямого напряжения характеризуют не величиной ит, а производной величиной - импульсным прямым сопротивлением Rm Удщ/и, которое может в 1,5-3 раза превышать статическую величину R [см. (2-39)].

Рассасывание избыточных носителей. После переключения диода с прямого направления на обратное перераспределение зарядов в базе и переходе не может произойти мгновенно. Соответственно граничная концентрация носителей (2-13а) и связанное с ней

р(о;о)

p(O-t)

grad.(p)I.,

%дгЫ(р)1г

¥ \.

- , x

L 2L SL

-1---5 -

Ua(D)


Рис. 2-42. Этап рассасывания при переключении.

а - распределение носителей в базе - исходное (сплошная линия) и для четырех последовательных моментов времени (пунктирные линии); б - временные

диаграммы.

напряжение на переходе U уменьшаются постепенно (рис. 2-42, а), так что в течение некоторого времени на переходе сохраняется небольшое прямое напряжение . Отсюда следует, что обратный ток в течение этого времени можно считать заданной величиной, поскольку приложенное напряжение eg обычно много больше прямого напряжения на диоде:

- = const.

При анализе этапа рассасывания будем отсчитывать время от момента переключения. Примем, что при = О избыточная концентрация дырок определяется стационарным распределением (2-31 а).

Инерционность прямого напряжения становится особенно наглядной, если представить себе переход зашунтированным барьерной и диффузионной емкостями, которые отражают перераспределение зарядов (см. начало данного параграфа) и которые, как и любой конденсатор, не могут перезаряжаться мгновенно.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 [ 50 ] 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

© 2000 - 2021 ULTRASONEX-AMFODENT.RU.
Копирование материалов разрешено исключительно при условии цититирования.