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

с увеличением толщины базы коэффициент переноса согласно (4-18) неограниченно уменьшается и при L (практически

при W > 3L) близок к нулю. Поэтому в транзисторе, как уже отмечалось, делают базу как можно более тонкой, так что всегда выполняется условие w < L. Тогда, разлагая ch (2) в ряд с точностью до трех первых членов, приходим к выражению

=-1 /гх 1 / ,N4 (4-19а)

третий член знаменателя мал по сравнению со вторым, поэтому обычно записывают коэффициент переноса в виде

Учитывая, что второй член знаменателя много меньше единицы, можно пользоваться еще одним приближением:

Например, при w = (0,2 -ь 0,3) L получаются значения х == = 0,95 0,98.

Коэффициент передачи тока а согласно (4-13) получается путем умножения любого из выражений (4-18) или (4-19) на коэффициент инжекции. Так, из наиболее строгого выражения (4-18) следует:

a = vsech(), (4-20)

= --TTITTS (4-21а)

а приближенные выражения (4-196) и (4-19в) дают соответственно: и

ая у[1-4(гГ]- (4-216)

Несмотря на ряд ограничений, общей тенденцией при разработке транзисторов является приближение коэффициента передачи а к единице, поскольку при этом, как увидим ниже, улучшаются усилительные свойства в схеме ОЭ.

В случае сплавных (бездрейфовых) транзисторов толщину базы W не удается сделать менее 20-30 мкм, поэтому определяющую роль обычно играет коэффициент переноса. У дрейфовых транзисторов (см. § 4-12) значение w доходит до 1-2 мкм и глав-.ную роль обычно играет коэффициент инжекции.



Сопротивление эмиттерного перехода. Пусть коллекторное напряжение f/g имеет достаточно большую отрицательную величину: 1(7к1>-фг- Тогда, продифференцировав выражение (4-9), получим сопротивление эмиттерного перехода, которое нетрудно представить в следующей форме, аналогичной (2-38):

П = =. (4-22)

Как видим, это сопротивление обратно пропорционально току. При токе /э = 1 мА оно составляет около 25 Ом. При меньших токах сопротивление увеличивается до сотен и тысяч ом.

Так, если = О, то

а если /э = О, то

;o(- /v)

Эти формулы легко получаются из выражения (4-7) при

Сопротивление коллекторного перехода. Величина г, как ууке известно, обусловлена эффектом модуляции толщины базы. Поэтому сначала оценим количественно этот эффект. Примем, что коллекторный переход полностью сосредоточен в базе; тогда

dw = - dl,

где / - ширина перехода, определяемая выражением (2-12).

Дифференцируя (2-12) по \V\ и полагая = f/g, приходим к следующему результату:

d = -l/-. (4-23)

Как видно, эффект модуляции выражен тем сильнее, чем меньше напряжение и чем больше удельное сопротивление базы, которое обратно пропорционально концентрации доноров Лд.

Теперь воспользуемся зависимостью (4-8), подставив в нее (4-216):

/к - /ко = а/э = V (l - -)/э.

Дифференцируя / по w (при /о = const) и подставляя dw из соотношения (4-23), получаем следующее выражение для сопротивления коллекторного перехода:

d/к 8о8 W у/э

Пусть, например, Лд = 10 см~*; L = 0,1 мм; су = 30 мкм; к = 5 В; /э = 1 мА; тогда для кремния (е = 12) ~ 4,2 МОм.



Заметим, что сопротивление как и сопротивление л, обратно пропорционально току эмиттера. Однако в отличие от г, сопротивление Гк зависит еще от ряда параметров, в том числе от напряжения t/к.

Коэффициент обратной связи по напряжению. Из рис. 4-8, а легко видеть, что приращение граничной концентрации дырок определяется простым соотнощением

dp (0) dw р(0) ~ ~ЙГ

Далее из формулы (2-13а), беря производную по t/ и полагая и = Иь, находим:

dp (0) dU р(0) фу

Приравнивая правые части обоих соотнощений и подставляя dw из (4-23), нетрудно получить:

dU боб Фг

При значениях параметров, использованных для оценки г по формуле (4-24), -1,1 10*. Знак минус говорит о том. что увеличение коллекторного напряжения (по модулю) уменьшает эмиттерное напряжение. Малая величина означает слабое смещение кривых на рис. 4-11, б при изменении параметра Например, если At/ = 3 В, то в нашем примере lAt/l 0,3 мВ.

Перемножая правые части (4-24), (4-25) и учитывая выражения (4-22) и (4-216), легко получить соотношение между внутренними параметрами транзистора:

2ц,кгЛу-о) = -э. (4-26)

Иногда обратную связь по напряжению отражают не эквивалентным генератором э. д. с. (.ЬэкСк. кэк сделано на рис. 4-13, а дополнительным сопротивлением в цепи базы, включенным последовательно с rg (см., например, (581). Значение этого дополнительного сопротивления, называемого диффузионным сопротивлением базы (гб.д), находится из условия

б.дТ-Гк

в котором правая часть представляет собой часть напряжения Ук, передаваемую в цепь эмиттера через делитель / б.д - г. Полагая Гб.д -г, у = 1 и учитывая (4-26), получаем:

б.д ИэЛ=2ljfzr

Можно показать, что, вводя диффузионное сопротивление базы, необходимо одновременно заменить на эквивалентной схеме сопротивление на г.2 для того, чтобы не изменилось входное сопротивление. Это обстоятельство, а также тот факт, что на повышенных частотах сопротивление г.д становится комплексным (так как при его расчете нужно вместо использовать Z), делают данную экви-



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.