Cтраница 2
В некоторый момент времени концентрации неосновных носителей в базе около / 7-п-переходов коллектора и эмиттера достигают нуля. С этого момента токи коллектора и эмиттера будут уменьшаться со временем, так как процесс рассасывания неосновных носителей продолжается и уменьшается абсолютное значение градиентов концентрации неосновных носителей около соответствующих р-п-переходов. [16]
За время переднего фронта импульса тока коллектора в базе транзистора происходит накопление неосновных носи -, гелей, что можно пояснить с помощью рис. 2.44, в, где показаны кривые распределения неосновных носителей в базе транзистора в различные моменты времени. Напряжение на эмиттерном переходе растет замедленно из-за заряда емкости эмиттерного перехода, что соответствует увеличению со временем ординаты, отсекаемой кривыми распределения неосновных носителей со стороны эмиттерного перехода. Градиент концентрации неосновных носителей около эмиттера, соответствующий величине инжекционной составляющей тока, растет со временем в связи с уменьшением емкостной составляющей тока эмиттера. [17]
При соприкосновении монокристалла кремния с электролитом на его поверхности, как показал Тарнер23, возникает значительное количество избыточных носителей тока. Эти избыточные дырки и электроны диффундируют в глубь полупроводника и изменяют градиент концентрации неосновных носителей тока между объемом и поверхностью кремния. В результате этого потенциал р-кремния в растворах электролитов несколько сдвигается в положительную сторону, а потенциал л-кремния - в отрицательную. Аналогичное явление наблюдается, если избыточные дырки и электроны возникают в результате действия света. Стационарные потенциалы химически протравленной и шлифованной поверхностей кремния р-и n - типа не только различаются между собой, но и изменяются во времени, начиная с момента погружения образца в электролит. Если поверхность электрода химически протравлена в смеси плавиковой и азотной кислот, то через 3 мин после соприкосновения с электролитом стационарный потенциал становится постоянным во времени, причем он равен приблизительно для р-типа - 80 мв, а для п-типа - 210 мв против насыщенного каломельного электрода. Потенциал шлифованного л-кремния в течение первых трех минут более положителен, чем р-кремния, однако в дальнейшем он резко смещается в отрицательную сторону и происходит перемена полярностей. [18]
Как нетрудно определить из рис. 3.6 и 3.14, это падение напряжения суммируется с напряжением источника питания и при прямом смещении эмиттера увеличивает Ек, а при обратном уменьшает, что в соответствии с (3.36) меняет / к в режиме насыщения. В течение периода рассасывания концентрации накопленных неосновных носителей у эмиттера и коллектора велики и сопротивления р - - переходов обратному току малы. После того как концентрация неравновесных носителей заряда у коллекторного перехода уменьшится до нуля, ток коллектора начнет уменьшаться вследствие уменьшения градиента концентрации неосновных носителей в базе. [19]
При обратных напряжениях на полупроводниковом диоде ( и обратном напряжении на его выпрямляющем контакте, например p - n - переходе) происходит экстракция неосновных носителей заряда из областей полупроводника, примыкающих к контакту ( см. § В. Это приводит к тому, что концентрация неосновных носителей непосредственно у границы области объемного заряда перехода падает. В примыкающей к контакту области создается градиент концентрации неосновных носителей и проходит диффузионный ток. При этом через электронно-дырочный переход проходят неосновные носители, генерируемые в объеме полупроводника и на невыпрямляющем контакте диода. [20]
Проанализируем теперь движение потоков носителей в установившемся состоянии при фиксированном приложенном напряжении, когда переходы Л и / 3 смещены в прямом направлении, а переход / 2 - в обратном. Во всех частях полупроводника вследствие теплового возбуждения генерируются электронно-дырочные пары. Пары, генерируемые внутри слоя объемного заряда перехода / 2, сразу же увлекаются его электрическим полем в прилегающие базовые области. Благодаря сильному электрическому полю в слое объемного заряда перехода / 2 концентрация неосновных носителей у его краев будет пренебрежимо мала, что приводит к образованию в базовой области градиента концентрации неосновных носителей. [21]
Одновременно начинается процесс рассасывания неосновных носителей заряда, накопленных в области базы транзистора. Значит, величина обратного тока эмиттера и тока коллектора после переключения определяется сопротивлениями во внешних цепях. Концентрация неосновных носителей в базе около р-п - переходов не может мгновенно уменьшиться до нуля. Это соответствовало бы бесконечно большим величинам градиентов концентрации неосновных носителей заряда в базе около р-л-переходов и бесконечно большим токам, чего практически быть не может из-за конечных величин сопротивлений во внешних цепях транзистора. [22]