Физика полупроводниковых приборов - Зи С.М.
Скачать (прямая ссылка):
перехода. Эмиттерная характеристика слабо зависит от напряжения на
коллекторе, так как при этом изменяется толщина обедненной области
коллектора. Это явление известно под названием- эффекта Ирли |[Л. 20]. На
рис. 8,6 видно, что при возрастании иСв граница обедненного слоя
передвигается от W до W. Градиент в точке х=0 незначительно возрастает,
что приводит к некоторому возрастанию эмиттерного тока при данном
эмиттер-ном напряжении.
Выходные характеристики в схеме с общей базой ^зависимость Ic=f(UCB, /в)]
показаны на рис. 9,6, на котором видно, что ток •коллектора практически
равен току эмиттера (ct0 ~(1) и слабо зависит от Vcb- Ток коллектора
остается практически постоянным и резко падает вблизи нуля напряжения,
когда поток дырок слабо экстрагируется коллектором, как это легко видеть
на рис. 8,в, по профилю распределения дырок в базе. Уменьшение тока
коллектора до нуля возможно только при приложении небольшого прямого
смещения (около >1 в для Si) к коллектору. Как следует из диаграммы на
рис. 8,г, достаточным условием для 1с =0 является выравнивание
концентраций дырок на границах базы в точках х=0 и x=W.
Остаточный коллекторный ток /со (ток насыщения, обозначаемый также 1 с
во) измеряется в схеме, когда эмиттер оборван. Этот ток значительно
меньше, чем обычный обратный ток р-п перехода, так как присутствие
эмиттерного перехода, у границы которого в плоскости х~0 градиент равен
нулю, а следовательно, и эмиттерный ток равен нулю, уменьшает градиент
дырок при x=W, как это показано на рис. 8Д Ток 1со, следовательно, меньше
в этом случае по сравнению с тем, когда эмиттер соединен с базой
накоротко (Ueb= 0). Ток Г со - ток насыщения в схеме с общим эмиттером и
будет рассмотрен позже.
Рис. 10. Входная (а) и выходная (б) характеристики для типичного р-п-р
транзистора в схеме с общим эмиттером (Л. 19].
Когда Ucb достигает величины UCbo, коллекторный ток начинает быстро
возрастать. Этот эффект обусловлен чаще всего лавинным пробоем перехода
коллектор - база, причем пробивное напряжение примерно то же, что и для
рассчитанного в гл' 3 р-п перехода. При очень малой толщине базы или для
случая с относительно слабым легированием базы пробой может быть также
обусловлен эффектом прокола, т. е. при достаточно большом Ucb ширина базы
сокращается до нуля и обедненная область коллектора смыкается с
обедненной областью эмиттера, что приводит к резкому возрастанию тока.
4. Схема с общим эмиттером. Теперь мы рассмотрим вольт-амперные
характеристики в схеме с общим эмиттером. Разница между схемами с 'Общим
эмиттером и с общей базой заключается св том, что в одном случае
напряжение приложено к эмиттеру, а в другом- ж 'базе Поэтому вольт-
амперные характеристики схемы с общим эмиттером могут быть получены из
рассмотренного ранее случая с общей базой. 'Входные {/е=^'(1/ве)] и
выходные [Ic=H'Uce)] характеристики для схемы с общим эмиттером для р-п-р
транзистора показаны на рис. 10. Обратимся снова к рис. 2 и запишем
выражение для тока базы
/в-1е 1с=1 Е '(/co+tto/f) ' '(ll С!о)/1.-/со. (27)
Таким образом, ток базы состоит из двух компонент: тока
,-j По)1Е, который обусловлен вводимым в базу потоком электронов
необходимым для возмещения потерь, идущих на процессы инжекции дырок и их
диффузии, и така утечки коллектора /со-Таким образом, при данном 1UCe
базовый ток пропорционален эмиттер-ному току. Однако, как (c)то видно из
рис. 10,а, его величина уменьшена в (1-do) раз и смещена по оси тока на
величину /Со-Так как сумма напряжений в замкнутой цепи равна нулю, при
данном Ube при возрастании .Uce должно падать /Уев. Эмиттерныи ток при
этом падает (рис. 8,6), это в свою очередь приводит к уменьшению 1в,
когда Uce возрастает.
Выходные (характеристики в схеме с общим эмиттером показаны на рис.
110,6, где видно, что для транзистора с юо"!1 усиление така р0>11. Ток
насыщения /со, т. е. ток коллектора (при 1В= О (база оторвана), намного
больше, чем /со- Это понятно из выражения '(27), если записать его для
эмиттерного тока три 1В=0:
со
' Ув-°)- 1 _ а0
(28)
Как видно из рис. в,д, -эмит.терный и коллекторный токи в данном случае
.равны 1'со=1'е и, -следовательно,
1г
1 - V
1 CEO - 1 СО
'СО
Ро/со
(1 - "о
для схо~<1 может также обозначаться как Iceo
= Р"/,
'о' СВО
(29)
В связи -с тем, на -коллекторе, ро этом также возрастает. Отсутствие
насыщения на входных характеристиках в схеме с общим эмиттером
обусловлено большим ростом ро с Uce. (П-ри малом Uce коллекторный ток
быстро падает до нуля. Напряжение Uce делится-между двумя переходами для
¦обеспечения малого -прямого смещения на эмиттере и большого обратного
смещения на коллекторе. Е-сли базовый ток -поддерживать постоянным, то -
потенциал на эмиттерном -переходе также должеш оставаться постоянным. Т-
огда, если Ucb уменьшается до некоторой величины (около 1 е для Si
транзистора),
что толщина три
базы изменяется -с -напряжением
Рис. 11. Пр-обивные напряжения UCbo и Uсео и то-ки насыщения /со -и Vсо
