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

ние считалось приложенным непосредственно к коллекторному переходу.

С учетом сопротивления (см. рис. 4-13) ток генератора al не полностью идет во внешнюю цепь: часть тока ответвляется во внутреннюю цепь С. Таким образом, в реальном транзисторе при заданном токе /д ток / зависит не только от коэффициента а, но и от соотношения сопротивлений коллекторного перехода и базы. В области высоких частот и малых времен активной составляющей можно пренебречь, так что токораспределение в этом случае обусловлено сопротивлениями и (s) = l/sCg. Очевидно, что внешний ток коллектора будет связан с током эмиттера соотношением

Тб = /-бСк. (4-66)

Как видим, если принять для а (s) изображение (4-49), то выражение (4-65) будет иметь форму (4-56). Следовательно, выводы, которые были сделаны выше относительно влияния постоянной времени т остаются в силе и для данного случая применительно к постоянной времени Xg. А именно, поскольку практически у всех транзисторов (в том числе высокочастотных) выполняется условие Хб < 0,5 х , то постоянная времени Хб почти всегда играет роль дополнительной задержки фронта, т. е. суммируется с временем задержки

Однако цепочка г, не только вносит поправку в динамические параметры коэффициента а. Более важное значение имеет тот факт, что эта цепочка обусловливает обратную связь, так как через емкость и сопротивление часть коллекторного напряжения передается на вход транзистора. Такая обратная связь может быть существенной при небольшом сопротивлении источника тока 1. С ростом частоты обратная связь усиливается и на граничной частоте Og = 1 /б коэффициент передачи цепочки rg, Ск составляет 0,7. На низких частотах (ю < wg) обратная связь пренебрежимо мала.

Инверсные параметры. Расчет инверсных параметров осложняется тем, что инжекция со стороны коллектора означает распространение дырок не только в активной области базы, но и в промежуточной области, т. е. в кольце 2 (рис. 4-14). Обычно площади эмиттера и коллектора различаются в 2-3 раза и более, так что роль промежуточной области оказывается весьма существенной. Не пытаясь провести сложный анализ неодномерной модели, рассмотрим особенности инверсных параметров, руководствуясь качественными соображениями.

Очевидно, что значительная часть инжектированных дырок не попадет на эмиттер и будет рекомбинировать на поверхности, прилегающей к эмиттеру, а также в объеме пассивной области базы.



Это означает уменьшение эффективного времени жизни и диф-(Ьузионной длины:

Соответственно согласно (4-20) уменьшится величина а, т. е.

Практически коэффициент а/ лежит в пределах 0,75-0,9. Поскольку в инверсном режиме траектории дырок, движущихся от коллектора к эмиттеру, в среднем длиннее, чем w (из-за движения части дырок через промежуточную область), следует согласно (4-44) и (4-48) ожидать ухудшения переходных и частотных свойств:

что имеет место в действительности.

4г6. ЗАВИСИМОСТЬ ПАРАМЕТРОВ ОТ РЕЖИМА И ТЕМПЕРАТУРЫ

Зависимость от режима. Параметры транзистора зависят от рабочей точки. Величинами, определяющими режим, считаются ток 7в и напряженке u. Посмотрим, как меняются параметры транзистора в зависимости от этих величин.

Коэфффициент передачи тока а согласно (4-20) зависит от напряжения из-за модуляции толщины базы. Чем больше (по модулю) коллекторное напряжение, тем уже база и тем ближе к единице коэффициент переноса дырок. Следовательно, коэффициент а увеличивается с ростом f/к, приближаясь к величине у. Вторым фактором, приводящим к зависимости а ((/ ). является ударная ионизация в коллекторном переходе. При наличии ионизации ток возрастает в М раз, где М определяется выражением (2-55). Соответственно получаем:

ам = Л1а,

где а = ук. Очевидно, что даже очень незначительное превышение М над единицей может существенно приблизить коэффициент а к единице. Более того, при сравнительно небольшом напряжении (20- 30 В) может получиться а> 1, что качественно меняет свойства транзистора (см. § 5-2).

Поскольку относительные изменения а очень невелики и их трудно отобразить на графике, на рис. 4-19, а показана кривая 1/ (1-а), которая гораздо ярче иллюстрирует эти изменения, сохраняя качественный характер зависимостей.

Зависимость а от тока эмиттера (рис. 4-19, б) обусловлена главным образом изменением коэффициента инжекции у: с увеличением тока модулируется (уменьшается) сопротивление базы и согласно (2-74) уменьшается коэффициент у. Соответствующий Спад коэффициента а является важным фактором, ограничивающим максимальный рабочий ток транзистора. Уменьшение коэф-



фициента а в области малых токов объясняется двумя причинами. Во-первых, уменьшается эквивалентный коэффициент диффузии fcM. (2-72)]. Во-вторых, возрастает роль тока рекомбинации в области эмиттерного перехода (см. § 2-8). Поскольку этот ток обусловлен уходом электронов из базы, общий коэффициент инжекции соответственно уменьшается.

Первая причина [63], свойственная всем бездрейфовым транзисторам, приводит к уменьшению а всего на несколько процентов. Вторая причина, характерная для кремниевых транзисторов [64], может привести к уменьшению а в 2 раза и больше (при этом величина 1/(1 - а) может уменьшиться в десятки раз).


Рис. 4-19. Зависимость статических параметров транзистора от режима.

а - при постоянном токе эмиттера; б - при постоянном коллекторном напряжении.

В настоящее время, особенно в связи с разработкой маломощных интегральных схем, поведение транзисторов в области малых токов и напряжений привлекает особое внимание. Вопрос этот в общем достаточно сложный, но некоторое представление о зависимости а (I) при малых токах можно получить из следующих соображений.

Будем считать, что электронная составляющая эмиттерного тока обусловлена только рекомбинацией в переходе и, следовательно, имеет структуру (2-61):

8 дырочная составляющая имеет обычную структуру (2-33):

У/фу

где Ср определяется выражением (2-366). Запишем коэффициент инжекции в виде

множитель выразить

1+ыГтГ

Если экспоненциальный множитель выразить через Vfap и, полагая v ~ 1, заменить fp на 1д, то



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.