Обратное смещение - коллекторный переход
Cтраница 1
Обратное смещение коллекторного перехода ( положительное для транзистора п-р-и-типа) подается так, как показано на рис. 3.4 а. Цепь R2C4 ослабляет влияние изменений температуры на рабочие характеристики транзистора. Ток эмиттера, протекая через резистор R2, создает падение напряжения, полярность которого совпадает с полярностью источника питания. [1]
При обратном смещении коллекторного перехода, особенно для кремниевых транзисторов, наряду с током насыщения коллектора / ко должен быть учтен ток тепловой генерации носителей заряда в ОПЗ коллектора / GK и в общем случае ток утечки по поверхности коллекторного перехода / утК С / к / / - утк, где гутк - сопротивление утечки коллектора. [2]
При подключении коллекторного напряжения UK происходит обратное смещение коллекторного перехода и в коллекторной цепи появляется слабый ток. [3]
В активном режиме прямое смещение эмиттерного перехода создается за счет включения постоянного источника питания U3E, a обратное смещение коллекторного перехода - за счет включения источника икБ - Величина U3e имеет небольшое значение, близкое к высоте потенциального барьера, и составляет доли вольт. Величина UKB на порядок больше ЦЭБ и ограничивается напряжением пробоя коллекторного перехода. [4]
При этом ток в коллекторной цепи претерпевает практически такое же изменение ( а 1), но ввиду обратного смещения коллекторного перехода напряжение питания этой цепи может быть выбрано значительным, что позволяет при соответствующем нагрузочном сопротивлении получать на нем большое изменение напряжения и мощности. [5]
 |
Распределение концентрации неосновных носителей в области базы транзистора при нормальных смещениях ( С / э consl. [6] |
При этом ток в коллекторной цепи претерпевает практически такое же изменение ( а 1), но вследствие обратного смещения коллекторного перехода напряжение питания этой цепи может быть выбрано значительным, что позволяет при соответствующем нагрузочном сопротивлении получать в нем большое изменение мощности. [7]
В активном режиме прямое смещение эмиттерного перехода создается за счет включения постоянного источника питания 1 / ЭБ, а обратное смещение коллекторного перехода - за счет включения источника t / KB. Величина 11ЭБ имеет небольшое значение, близкое к высоте потенциального барьера, и составляет доли вольт. Величина t / KB на порядок больше С / ЭБ и ограничивается напряжением пробоя коллекторного перехода. При включении источников питания 1 / ЭБ и 1 / КБ потенциальный барьер эмиттерного перехода снижается за счет С / Эв а потенциальный барьер коллекторного перехода повышается за счет 1 / КБ. Дырки эмиттера легко преодолевают понизившийся потенциальный барьер и за счет диффузии инжектируются в базу, а электроны базы - в эмиттер. Дырки эмиттера диффундируют в базе в направлении к коллекторному переходу за счет перепада плотности дырок по длине базы, большинство из них доходит до коллекторного перехода, а незначительная часть рекомбинирует с электронами базы. Для уменьшения потерь дырок на рекомбинацию базу делают тонкой. Распространяясь вдоль коллектора за счет перепада плотности вдоль коллектора, дырки достигают контакта коллектора и рекомбинируют с электронами, подходящими к выводу от источника. [8]
 |
Распределение заряда в базе транзистора. [9] |
Как только в базе возникнет неравномерное распределение электронов и дырок, электроны начинают втягиваться в коллекторную область под действием обратного смещения коллекторного перехода, причем с гораздо более высокой интенсивностью, чем интенсивность ин-жекции дырок из базы в эмиттер в результате прямого смещения перехода база-эмиттер. Электроны, которые втягиваются в коллектор, уравновешиваются электронами, инжектируемыми в базу из эмиттера, в то время как дырки, инжектируемые из базы в эмиттер, возмещаются генерацией пар электрон-дырка в омическом невыпрямляющем контакте базы в результате действия внешнего напряжения. Большая плотность дырок в базе стремится вызвать ток в том же направлении, что и ток электронов к коллектору. Это происходит до тех пор, пока не возникнет электрическое поле, препятствующее дальнейшему движению дырок. [10]
 |
Профили легирования ( а и распределение избыточной концентрации примесей ( б в пленарном транзисторе. [11] |
На рис. 4.12 приведен эскиз планарного транзистора, там же показаны направления перемещения носителей при прямом смещении эмит-терного и обратном смещении коллекторного перехода. Обозначим через Ida диффузионный ток в базе от эмиттера к коллектору при прямом смещении эмиттерного перехода, обусловленный инжекцией электронов из эмиттера в базу, а через / га - диффузионный ток в эмиттере, обусловленный дырками, инжектированными из базы в эмиттер. [12]
Кроме того, исключен резистор гэ, имеющий малое сопротивление, источник тока а / / 2 и конденсатор СКДф, поскольку при обратном смещении коллекторного перехода ток / 2 очень мал. С КБ отражает влияние внутренней обратной связи ( см. § 4.5), где КБ КБ - V K - напряжение на коллекторном переходе. [13]
Так как нижний вывод источника питания В2 и коллектор Т2 заземлены, то потенциал коллектора Т2 выше потенциала эмиттера, что необходимо для создания обратного смещения коллекторного перехода. Полярность падений напряжений на резисторах указана на рисунке; как можно видеть, потенциал базы Т2 положителен относительно эмиттера. [14]
Цепь R2CS, подключенная к эмиттеру, предназначена для температурной стабилизации работы ( см. разд. Резистор R3 служит для установки напряжения обратного смещения коллекторного перехода до требуемой величины. Цепь R3C6 является развязывающей ( см. разд. [15]
Страницы: 1 2