Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С. -> "Физика полупроводниковых приборов Книга 1" -> 48

Физика полупроводниковых приборов Книга 1 - Зи С.

Зи С. Физика полупроводниковых приборов Книга 1 — М.: Мир, 1984. — 456 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikovihpriborov11984.djvu
Предыдущая << 1 .. 42 43 44 45 46 47 < 48 > 49 50 51 52 53 54 .. 142 >> Следующая

при повышении тока максимум электрического поля сдвигается от точки А к
точке В.
Результаты, приведенные на рис. 11, свидетельствуют, что фактическая
ширина базы U7CIB при протекании тока зависит от
Л| Зпитаксиаль -1 ?Л\в нь/й слой 5
_______I____ 1 "с I___________________________
О 5 10 15
Расстояние, мкм
Рис. Н. Распределение электрического поля при различных плотностях кол*
лекторного тока. Профиль легирования показан на рис. 10 [28].
концентрации примеси в коллекторе и от плотности коллекторного тока и
определяется следующим выражением [16]:
где va - предельная скорость носителей (равная 107 см/с в кремнии при 300
К), Nc - концентрация примеси в эпитаксиальной пленке, VCb - напряжение,
приложенное между коллектором и базой. Как только Jc превысит Ju ток WCjb
начнет расти, а когда Jc станет много больше Jlf величина WCib достигнет
значения Wc-
3.2.3. Выходные характеристики
В разд. 3.2.2 показано, что токи на выводах транзистора связаны с
распределением неосновных носителей в области базы. В случае транзистора
с высокой эффективностью эмиттера в формулах для тока эмиттера и
коллектора (выражения (9) и (10)) остаются только члены, пропорциональные
градиенту неосновных
(36)
при
Биполярные транзисторы
157
в
Рпо
Рпо
¦о
W
Рис. 12. Распределение плотности дырок в базе р - п различных приложенных
напряжениях [30].
V, ...
Vга - переменное; в - Vpa - положительное,
/7-транзистора при
а - нормальное включение: Vqq = const, Vpg - переменное; б - нормальное
включение: Vgg - const,
С В - переменное; в - V ЕВ - положительное, Vqb = г ~' оба перехода
смещены в прямом направлении; д - учет токов Iqq и Iqq', е - оба перехода
смещены в обратном направлении.
носителей {др/дх) при х - 0 и х - W соответственно. Поэтому основные
соотношения в транзисторе можно сформулировать следующим образом:
1. Приложенные напряжения задают плотности токов неосновных носителей
на границах областей с помощью фактора ехр (qV/kT).
2. Эмиттерный и коллекторный токи пропорциональны градиентам плотности
неосновных носителей (дырок) на границах переходов, т. е. при х = 0 и х -
W.
3. Базовый ток равен разности между эмиттерным и коллекторным токами.
На рис. 12 показано распределение дырок в базе р - п - /7-транзистора для
различных величин приложенного напряжения [30]. С помощью этих графиков
можно объяснить статические вольт-амперные характеристики транзисторов.
Для данного транзистора эмиттерный ток 1Е и коллекторный ток 1С являются
функциями приложенных напряжений VEB и VCb> т- е-из формул (9) и (10)
следует, что IE = fx (VEB, VCB) и Ic = ^ /2 (Veb> Уев)- Семейство
выходных характеристик транзистора, включенного по схеме с общей базой и
с общим эмиттером, представлено на рис. 13. В схеме с общей базой (рис.
13, а) кол-
8
6
\ *
\
. V)
S 2
О
Рис. 13. Выходные характеристики р - п - /7-транзистора [30, 35].
а - в схеме с общей базой; б - в схеме с общим эмиттером.
лекторный ток практически равен эмиттерному току (а0 == 1) и фактически
не зависит от ]/св. Коллекторный ток практически остается неизменным даже
при нулевом напряжении, так как избыточные дырки продолжают извлекаться
коллектором, о чем свидетельствует вид профиля распределения дырок на
рис. 12, в. Для уменьшения коллекторного тока до нуля необходимо
приложить к переходу коллектор - база небольшое прямое смещение (~1 В для
Si), которое создаст плотность дырок в базе у коллектора (х - W) такую
же, как у эмиттера при х - 0 (рис. 12, г).
Обратный ток утечки коллектора /с0 (обозначаемый также 1сво) измеряется в
схеме с отключенным эмиттером. Он существенно меньше, чем обычный
обратный ток р - п-перехода, так как наличие эмиттерного перехода, у
границы которого при х - 0 градиент дырок равен 0 (поскольку эмиттерный
ток отсутствует), уменьшает градиент дырок при х = W (рис. 12, д).
&
Биполярные транзисторы
159
По этой же причине ток 1Со меньше, чем в случае, когда эмиттер накоротко!
соединен с базой {Удв - 0).
Если увеличивать Ус!в вплоть до BVCbo> т0 коллекторный ток начинает
быстро возрастать. Обычно такое поведение связано с пробоем, перехода
коллектор - база, а величину пробивного напряжения примерно такая же,
какая получена в гл. 2 для отдельного р - "-перехода. При очень узкой
базе или при относительно слабом ее легировании пробой может быть вызван
проколом базы, т. е. с увеличением VCB ширина нейтральной области базы
сузится до нуля и обедненная область коллектора сомкнется с обедненной
областью эмиттера. В момент смыкания коллектор оказывается накоротко
соединен с эмиттером, что приведет к протеканию большого тока.
Рассмотрим выходные характеристики транзистора в схеме с общим
эмиттером. На рис. 13, б приведены выходные характеристики
(зависимость 1С от VCe) обычного р - п - /7-транзи-
стора. ОтмеТим большой коэффициент усиления по току (hFE = = д1с/д1в) и
возрастание тока /с с повышением напряжения I/С?. Обратный ток при таком
включении 1'со есть коллекторный ток при отсутствии тока базы
Предыдущая << 1 .. 42 43 44 45 46 47 < 48 > 49 50 51 52 53 54 .. 142 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed