Cтраница 3
Малое время переключения объясняется тем, что V-МОП-траизисторы работают на основных носителях и поэтому нет свойственного насыщенным биполярным транзисторам рассасывания избыточных неосновных носителей. Это преимущество особо существенно для нагрузок с изменяемым током нагрузки: с уменьшением тока нагрузки возрастает глубина насыщения биполярных транзисторов. [31]
Переходные процессы, происходящие при переключении напряжения на переходе, определяют его быстродействие - основной параметр приборов, используемых в схемах импульсной и вычислительной техники. Так как Твое и Туст обусловлены накоплением избыточных неосновных носителей и их рассасыванием, то для увеличения быстродействия перехода необходимо уменьшать его диффузионную емкость и время жизни неосновных носителей. Первое достигается изготовлением приборов с возможно меньшей площадью р-п перехода ( точечные и мезаструктуры), второе - использованием материалов с высокой скоростью рекомбинации. Кроме того, как показывает расчет, время восстановления можно значительно сократить путем уменьшения толщины базы прибора. [32]
Однако для прямосмещенного перехода помимо барьерной вводят понятие так называемой диффузионной емкости. Эта емкость определяется как отношение приращения заряда избыточных неосновных носителей, накопленных в р - и л-областях, к соответствующему приращению прямого напряжения на переходе. [33]
Большой отрицательный базовый ток образуется движением электронов, накопленных в базе в режиме насыщения. На эмиттсрном и коллекторном переходах остаются прямые напряжения до тех пор, пока концентрация избыточных неосновных носителей у границ переходов в базе и коллекторе не уменьшится до нуля. [34]
Интересной частотной характеристикой диодов является так называемое время восстановления. В период протекания через переход прямого тока, в каждую область диодной структуры; инъек-тируются избыточные неосновные носители заряда. [35]
В современных транзисторах, созданных диффузионными методами, наиболее высокоомной областью является тело коллектора. Поэтому в насыщенном режиме, когда оба перехода смещены в прямом направлении, происходит не только инжекция избыточных неосновных носителей в область базы со стороны эмиттера и коллектора, но и инжекция неосновных носителей в тело коллектора со стороны как активной, так и пассивной области базы, поскольку в отличие от сплавных транзисторов у дрейфовых транзисторов тело коллектора выполнено из более высокоомного материала, чем область базы. [36]
Максимальная частота счета триггера на триодах с граничной частотой fа 1 мгц и параметрами, указанными на рис. Vb3, составляет не менее 700 кгц. Несмотря на простоту и надежность насыщенных триггеров, применение их в быстродействующих схемах ограничено специфическим инерционным эффектом накопления и рассасывания избыточных неосновных носителей в базе насыщенного триода. [37]
В стадии подготовки, начинающейся в момент поступления на вход триггера положительного скачка напряжения, несколько повышается потенциал эмиттеров, базовый ток входного транзистора меняет свое направление и транзистор 7 4 начинает закрываться. Однако в случае глубокого насыщения спад коллекторного тока входного транзистора начинается с некоторым запаздыванием, когда из области базы будут удалены избыточные неосновные носители заряда. Время выхода транзистора из насыщения соответствует времени рассасывания неосновных носителей заряда и зависит от степени насыщения, параметров транзистора и величины входного перепада тока. [38]
Его недостаток заключается в невысоком быстродействии. Время записи ( от момента поступления импульса выборки на шину X до установки триггера в нужное состояние) велико из-за процесса рассасывания избыточных неосновных носителей в транзисторе, переключающемся из режима насыщения в закрытое состояние. Время считывания велико вследствие малого тока / сч. [39]
С приложением к переходу прямого напряжения, вследствие снижения высоты барьера, из n - области в р-область будут переходить ( диффундировать) электроны, а из р-области в / г-область - дырки. При этом вблизи перехода концентрация неосновных носителей заряда - электронов в р-области и дырок в п-области - становится больше равновесной. Избыточные неосновные носители заряда диффундируют в глубь перехода ирекомбини-р у ю т там. Повышение концентрации неосновных носителей заряда в р - и тг-областях при прямых напряжениях называется инжекцией, снижение концентрации неосновных носителей при обратных напряжениях - экстракцией. [40]
Таким образом, при отсутствии внешнего поля суммарный ток через р-п переход равен нулю. При приложении к р-п переходу положительного внешнего смещения ( плюс на р-слое) высота потенциального барьера снижается и дуффузион-ные потоки резко возрастают, приводя к увеличению концентрации дырок на границе - области и электронов-иа границе р-области. Эти избыточные неосновные носители, инжектируемые ( внедряемые) в материал противоположного типа проводимости, диффундируют от границы в глубь материала, постепенно рекомбинируя с основными. Время, в течение которого концентрация неосновных носителей снижается в в раз, называется временем жизни t этих носителей. [41]
В р-области электроны, перешедшие из л-области, являются неравновесными избыточными неосновными носителями заряда. При постоянном прямом напряжении U концентрация их у границы слоя пространственного заряда поддерживается на постоянном уровне, зависящем от U. Введение избыточных неосновных носителей при прохождении прямого тока через р-п-переход называют инжекцией. [42]
Таким образом, переход действует как сток для генерированных светом неосновных носителей, при этом возникает градиент концентрации и неосновные носители, находящиеся на расстоянии диффузионной длины от перехода, диффундируют к нему. Этому процессу переноса способствует диффузия носителей, обусловленная экспоненциальным градиентом концентрации носителей, возникающим в результате оптического поглощения в приповерхностной области. Присутствие избыточных неосновных носителей вблизи р - - перехода приводит к уменьшению внутреннего потенциального барьера перехода VD, как показано на фиг. В свою очередь это означает, что уровни Ферми в объеме полупроводника по обеим сторонам от р - - перехода уже не совпадают - а смещаются один относительно другого. [43]
По мере перемещения от границ перехода концентрация избыточных неосновных носителей непрерывно падает ( рис. 8.15 6), вследствие чего уменьшается и величина тока, обусловленная диффузией их в глубь полупроводника. Одновременно с этим увеличивается ток, вызванный перемещением к переходу основных носителей заряда. На расстоянии порядка нескольких диффузионных длин избыточные неосновные носители полностью рекомбинируют и весь ток / цр, текущий в полупроводнике, вызывается перемещением основных носителей под действием внешнего поля. [44]
Пусть в момент времени ( 2) ( рис. 2.20, г) напряжение генератора изменяется с прямого на обратное, что вызывает скачок тока &I ( Ur Ur2) / R, где Ur2 - модуль обратного напряжения. Через р-п-переход теперь протекает обратный ток / обр. Ток / Обр связан с движением избыточных неосновных носителей, накопленных в базе при протекании прямого тока. [45]