При рассмотрении модели транзистора обратными токами мы пренебрегаем. Эти токи (ток I _иэ и ток рекомбинации I _рек) необходимо уменьшить. Ток I _иэ снижают, легируя базу значительно слабее эмиттера.

В соответствии с функцией распределения Ферми, концентрация дырок в эмиттере будет значительно выше, чем электронов в базе,т.е. p_p >> n_n. Это приводит к тому, что I _рэ >> I _иэ и

- коэффициент инжекции (эффективность эмиттера).

I _рек снижают при помощи уменьшения ширины базы: W << L.

I _рек << I _рк и - коэффициент переноса.

Определим α как . Величина называется коэффициентом усиления по току транзистора, включённого по схеме ОБ. Практическое значение этого коэффициента лежит в пределах 0,9 – 0,995.

Коэффициент усиления по току в схеме ОЭ определяется следующим образом:

, так как I _э = I _к + I _б. , причём коэффициент обычно лежит в пределах от 9 до 300.

Теперь учтём обратный ток: I _ко = I_тк+ I _ук , I _эо = I_тэ+ I _уэ . Обычно I _ко >> I _эо и I _эо пренебрегают, тогда

или

. Обратный ток I _ко вреден (его величина составляет от пикоампер до десятков микроампер).

Контрольные вопросы.

1. База оборвана. Чем определяется I _к ?
2. Есть ли усиление по току в схемах ОБ и ОК?
3. Нарисуйте энергетические диаграммы транзистора в схеме при обоих закрытых переходах.

Лекция 9.

Области работы.

Отсечка: I _б =- I _ко.

Энергетические диаграммы.

В этой области работы усилительных свойств у транзистора нет.

Насыщение: U _кэ = U _вых = U _кб - U _эб 0.

Изменения I _б не приводят к изменениям U _к, а значит изменениям I _к.

Инверсная активная область (ИАО):

U _кб >0, U_эб<0, транзистор работает как бы в обращённом режиме: функции эмиттера выполняет коллектор, а коллектора – эмиттер.

В этом режиме соответственно и изменяется коэффициент усиления по току в схемах ОБ и ОЭ α_и и β_и (лежат в пределах 0,001 – 0,95 и 0,001 – 20 соответственно).

Модуляция базы.

       Ранее установлено, что при изменении напряжения, приложенного к p-n переходу, изменяется ширина обеднённой области. Распространение её происходит в основном в сторону области полупроводникового материала с меньшей концентрацией примесей. Так как база менее легирована, чем коллектор, то при изменении U _кб (оно обычно велико) происходит изменение ширины базовой области.

       Следует рассматривать этот процесс при двух различных режимах работы эмиттерного перехода.

а) Эмиттерный переход питается от источника напряжения.

С увеличением | U _кб | уменьшается ширина базы, растёт градиент концентрации примесей , а, следовательно, плотность дырочного тока через эмиттерный переход равна: , а, следовательно, и сам ток .

Кроме того, так как уменьшается ширина базы, уменьшается количество рекомбинировавших дырок на пути их движения к коллектору, следовательно, растёт коэффициент переноса β, а вместе с ним α и B . Отсюда следует, что связь между токами эмиттера или базы и напряжением U _эб можно выразить семейством вольт-амперных характеристик.

так как .

б) Эмиттерный переход питается от источника тока.

1) Генератор тока стоит в цепи эмиттера. 2) Генератор тока стоит в цепи базы.