Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С. -> "Физика полупроводниковых приборов Книга 1" -> 58

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 .. 52 53 54 55 56 57 < 58 > 59 60 61 62 63 64 .. 142 >> Следующая

схему добавлены сопротивления базы гь, эмиттера ге и коллектора гс. В
области III за независимые переменные удобно принять токи. Из приведенных
выше выражений следует
удд-у-<п(- ,Et7'c + *)¦ <96а)
VCB = ~ 1п(- 1с+,п'-+1)- '96б)
Биполярные транзисторы
189
Ге
50-0---------
h L (f 1
Ъ
?o--a---------
Te Veb
5
Рис. 33. Эквивалентные схемы переключающего транзистора [32].
а - для областей I и II; б - для области III.
На рис. 33, б приведена эквивалентная схема транзистора для области III.
Формулы (95) и (96) позволяют анализировать нелинейные задачи
переключения транзисторов в режиме большого сигнала.
Для описания характеристик переключающего транзистора необходимо
определить следующие пять параметров: предельный ток, максимально
допустимое напряжение, импедансы во включенном и выключенном состояниях и
время переключения. Предельный ток определяется допустимой мощностью
рассеяния и так же, как в мощных транзисторах, задается тепловым
ограничением. Максимально допустимое напряжение определяется напряжением
пробоя или прокола,'"'рассмотренным выше. Импедансы во включенном и
выключенном состояниях могут быть получены из формул (95) и (96) при
соответствующих граничных условиях. Например, для схемы с общей базой эти
импедансы имеют вид
Vc/Ia (выкл., область I) = , (97)
т^еЧуЕв/КТ f-оСм oCi
ctN)I,
¦e
¦в-
Try,
-ctN cir
I,
•C
a
rc
-da-
le
rc
Ir.
-oC
-о С
Гг*
гЛв
Ус^с (вкл., область III) = In ^
190
Глава 3
Ir
V
о-
Рис. 34. Переключение п - р - n-транзистора в схеме с общей базой [59].
а - схема включения; 6 - входной импульс эмиттерного тока; в -
соответствующий отклик коллекторного тока.
Гг
в
Из выражения (97) видно, что импеданс в выключенном состоянии выше при
малых обратных токах насыщения переходов 1С0 и IЁ0- Импеданс во
включенном состоянии, определяемый формулой (98), в первом приближении
обратно пропорционален коллекторному току /с и очень мал при большой
величине /с. Омические сопротивления (рис. 33, б) вносят существенный
вклад в полный импеданс транзистора и должны приниматься в расчет.
Рассмотрим теперь время переключения, т. е. время, необходимое для
перевода транзистора из выключенного состояния во включенное или обратно.
В общем случае время включения отличается от времени выключения [59]. На
рис. 34, а представлен процесс переключения транзистора, включенного по
схеме с общей базой. После подачи импульса на эмиттерный вывод (рис. 34,
б) происходит включение транзистора на интервале времени от t = 0 до tx
(рис. 34, в), а переходный процесс включения определяется параметрами
активного режима (область II). В момент времени tx рабочая точка попадает
в область насыщения
Биполярные, транзисторы
1,91
тока (область III). Время, необходимое для нарастания, тока до уровня 90
% тока насыщения (=VcJRl)> называют временем включения т0. В момент
времени t2 ток эмиттера снижается до нуля и начинается процесс
выключения. В интервале от 4 Д° h плотность неосновных носителей в
базовом слое остается большой, что соответствует режиму области III (рис.
32, б), но постепенно она снижается до нуля. В течение отрезка времени тг
импеданс транзистора сохраняется низким и коллекторный ток определяется
внешней цепью. В момент времени t3 плотность носителей около
коллекторного перехода становится близкой 0. Одновременно быстро
возрастает импеданс коллекторного перехода и транзистор начинает работать
в активной области II. Интервал времени тг называют временем рассасывания
носителей. Начиная с момента t3 переходный процесс рассчитывается, исходя
из параметров активной области II. К моменту времени ^коллекторный ток
снижается до 10 % максимального значения. Интервал времени т2,
заключенный между /3 и t4, называют временем спада.
Время включения т0 можно получить из анализа переходного процесса в
активном режиме. Для ступенчатого входного сигнала 1Е1 преобразование
Лапласа имеет вид /?J/s. Если коэффициент усиления в схеме с общей базой
представить в виде aiv/(l Н- /м/а)Лг), где о)дг - частота отсечки
коэффициента а, при которой a/aN = l/j/2, то преобразование Лапласа для
коэффициента усиления имеет вид aN/(\ s/coN). Тогда для коллекторного
тока преобразование Лапласа будет иметь следующий вид:
Обратное преобразование Лапласа этого выражения записывается в виде
Обозначив через 1сг VcJRl величину коллекторного тока в режиме насыщения
и подставив 1С - 0,9/с, в формулу (100), получим значение т0:
На основе подхода, аналогичного изложенному выше, можно получить формулу
для времени рассасывания и времени спада переходного процесса выключения
транзистора в схеме с общей базой [59 ]:
(99)
tc = IEiOCN (l - е "Nt).
(100)
CO N -f- (Oy
]. (Ю2)
сол/со/ (1 - a^aj)
UciI^n) - IE2
- \J-1 Ci-^NlE2 \ Vo,l/Cl-a^/?2 /'
(103)
192
Глава 3
где to7 - частота отсечки инверсного коэффициента (величины 1Е1 и 1Е2
указаны на рис. 34). Из формулы (102) следует, что время рассасывания
становится равным 0, если транзистор не попадает в область насыщения III
Предыдущая << 1 .. 52 53 54 55 56 57 < 58 > 59 60 61 62 63 64 .. 142 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed