словлена как различием в материале игл, так и различием в режиме формовки. В результате точечный транзистор оказывается четырех-слойным трехпереходным прибором, и это наряду с полусферической структурой контактов объясняет существенные отличия его от плоскостного транзистора р-п-р. Главным из этих отличий является то, что у точечных транзисторов имеет место усиление тока Б схеме с общей базой, т. е. а>1. Как правило, а = = 2-Г-5, но это значение может доходить до 10-20 и больше. Явления, лежащие в основе этой особенности, рассмотрены в первых трех изданиях данной книги.

Поскольку тепловой ток не влияет на значение а, положим = О и будем считать, что эмиттерному току соответствует Б цепи коллектора ток (рис. 5-3). Электронная составляющая

Зонд

Рис. 5-1. Схема опыта, в котором были обнаружены усилительные свойства полупроводникового прибора.

Рис. 5-2. Структура точечного транзистора.

тока /,£ в сечении Яз равна у!, где уз - коэффициент инжекции для перехода Пз (если рассматривать слой Пг как эмиттер электронов). Электронный ток через переход Яг будет равен Кз (Тзк), где -/Сз 2 - коэффициент переноса электронов от перехода Яд к переходу Яг. Дырочный ток через переход равен 1-2/9, где ai 2 - интегральный коэффициент передачи тока от перехода Пх к переходу Яз. Очевидно, что сумма электронного и дырочного токов в сечении Яг должна быть равна току коллектора, т. е.

а1-2/з + Из-2Тз/к==/к-

Отсюда для транзистора в целом получаем интегральный коэффициент передачи тока в следующем виде:

-аз-2*

Здесь аз г = Хз 2 7з - интегральный коэффициент передачи тока от перехода Яз к переходу П.

Из полученного выражения видно, что если ytg и уз близки к единице, то коэффициент а может быть весьма большим, несмотря на то что ах 2 < 1. Условие 3.2 ~ 1 применительно к транзистору 2-Рг- 1 требует, чтобы его база рг была достаточно тонкой и имела большее удельное сопротивление по сравнению с эмиттером п. Оба эти условия соблюдаются в точечном транзисторе.

На рис. 5-4 показаны коллекторные характеристики точечного транзистора в схеме ОБ. По форме они напоминают характеристики плоскостного транзистора в схеме ОЭ (см. рис. 4-21, а). Это вполне естественно, поскольку участок п-р-Щ действительно включен по схеме ОЭ с оборванной базой.

Зависимость коэффициента а от напряжения и тока объясняется теми же факторами, что и в плоскостном транзисторе (см. § 4-6). Обычно а > 1 при = 5ч-10 В. При меньших напряжениях, когда ОС < 1, точечный транзистор в принципе подобен плоскостному, хотя и имеет значительные количественные отличия: допустимая мощность не превышает 100 мВт, тепловой ток /о составляет

-в I

G-I- I

Рис. 5-3. Структура тока через коллекторный переход точечного транзистора.

Рис. 5-4. Семейство коллекторных характеристик точечного транзистора.

1-2 мА, коллекторное сопротивление лежит в пределах 7-15 кОм, сопротивления и доходят до 500 Ом и больше. Таким образом, параметры точечных транзисторов в общем значительно хуже, чем у плоскостных (не говоря о большем разбросе параметров, высоком уровне шумов, низкой стабильности и других недостатках).

Что касается главной качественной особенности точечных транзисторов - большого значения а, то она привлекательна не возможностью усиливать ток (плоскостной транзистор в схеме ОЭ дает большее усиление), а главным образом возможностью получать характеристики с участком отрицательного сопротивления [85]. Разработка плоскостных приборов, обладающих аналогичными характеристиками (см. ниже), привела к окончательному отмиранию точечных транзисторов.

5-2. ЛАВИННЫЙ ТРАНЗИСТОР

Лавинные транзисторы по сравнению с обычными транзисторами не имеют существенных структурных или конструктивных, особенностей. Название лавинный транзистор относится в основном к их специфическому режиму работы, когда используется

ударная ионизация в коллекторном переходе и в результате получаются S-образные (неоднозначные по напряжению) выходные характеристики при включении ОЭ (рис. 5-5).

В § 4-7 семейство / ([/к) Для схемы ОЭ (см. рис. 4-21) было получено в условиях заданного тока базы, когда эмиттерный переход транзистора был все время открыт. При этом семейство располагалось в интервале коллекторных напряжений от О до [/р, в пределах которого а < 1. Две кривые такого семейства (при /б > О и /б = 0) воспроизведены на рис. 5-5 пунктиром. S-образные кривые получаются лишь тогда, когда эмиттерный переход закрыт при напряжениях L/r < < t/p и открывается при (Ук > t/p. Поясним происхождение участка с отрицательным сопротивлением с помощью схемы на рис. 5-5, а.

Сначала положим, что О и,

следовательно, запирающая э. д. с. Eg приложена непосредственно к эмиттерному переходу. Будем считать, что при этом эмиттерный ток отсутствует . Тогда ток базы отрицателен (втекает в базу) и равен коллекторному току. Если коллекторное напряжение Uk положительно, но его значение меньше Eg, то разность потенциалов Uc. будет отрнцательной и в цепи база - коллектор будет протекать ток / о- Этот ток сохранится при [/к = о и при небольших отрицательных значениях [/к (рис. 5-5, б). Однако при больших отрицательных значениях Uk, когда разность потенциалов (/6 делается сравнимой со значением Uj, заметную роль начинает играть ударная йонизащ1я в коллекторном переходе и соответственно токи базы и коллектора возрастают в М раз [см. (2-55)]. В результате характеристика /,{ (t/к). показанная на рис. 5-5, б пунктиром, совпадает с кривой / ([/) на рис. 2-28.

Пусть теперь последовательно с Еб включен резистор Rq (рис. 5-5, а). Тогда возрастание отрицательного базового тока Б процессе ударной ионизации будет сопровождаться уменьшениегл запирающего напряжения на эмиттерном

переходе. При некотором достаточно большом токе это напряжение делается рав-пьш нулю и открывается эмиттерный переход (на рис. 5-5, б - в точке а). В дальнейшем напряжение Uc.a меняется слабо, поскольку эмиттерный переход уже открыт и имеет малое сопротивление. Соответственно базовый ток остается почти постоянным и равным E(,IR. Постоянство базового тока означает, что приращения к и Д/д одинаковы, а следовательно, дифференциальный коэффициент передачи эмиттерного тока равен единице. С учетом ударной ионизации это условие можно

Рис. 5-5. Лавинный транзистор, включенный по схеме ОЭ (й), и его выходные Характеристики в области малых (6) и больших (в) токов.

На самом деле в режиме отсечки имеется остаточный эмиттерный ток, 9 он значительно меньше тока коллектора, см. § 15-2.