Распределение токов и коэффициент передачи тока

Эмиттерный ток образуется как дырками, так и электронами. Коллекторный ток создают только дырки. Поэтому эффективность эмиттера γ определяется как отношение дырочной составляющей тока эмиттера к сумме дырочной и электронной составляющей этого тока,

(1)

Не все дырки, инжектированные из эмиттера в базу, достигают коллекторного перехода. Часть дырок в базе рекомбинирует с основными носителями в базе – электронами. Отношение

(2)

называется коэффициентом переноса неосновных носителей через базу.

Эффективность эмиттера и коэффициент переноса определяют коэффициент передачи тока в режиме большого сигнала h_{21 Б},

. (3)

Знак минус связан с выбором положительного направления тока коллектора (базы, эмиттера). Положительным принято считать ток, направленный внутрь транзистора (базы, эмиттера).

Связь между приращениями эмиттерного и коллекторного токов характеризуется коэффициентом передачи тока,

. (4)

Для современных транзисторов α=0.9 – 0.995. При i_Э≠0 ток коллектора транзистора вычисляется по формуле

.

В схеме включения транзистора, рассмотренной на рис. 2, базовый электрод является общим для эмиттерной и коллекторной цепей. Такую схему называют схемой с общей базой, при этом эмиттерная цепь называется входной, а коллекторная – выходной. Схема с общей базой на практике применяется достаточно редко. Гораздо чаще применяется схема с общим эмиттером, рис. 4 а.

Для такой схемы входной контур проходит через переход база-эмиттер и в нем возникает ток базы:

.

Малое значение тока базы во входном контуре и обусловило широкое применение схемы с общим эмиттером.

Для увеличения коэффициента передачи тока в режиме большого сигнала увеличивают как γ, так и β. Эффективность эмиттера γ повышают более сильным легированием эмиттера по отношению к базе. Если концентрация дырок в эмиттере много больше концентрации свободных электронов в базе, ток эмиттера состоит в основном из дырок и γ приближается к единице, см. (1). Повышение коэффициента переноса β добиваются уменьшением концентрации примеси в базе, вследствие чего уменьшается рекомбинация неосновных носителей – дырок с основными – электронами. Снижение рекомбинации (а значит и повышения β) добиваются также уменьшением толщины базы.

Коэффициент переноса неосновных носителей через базу β можно также повысить рациональной конструкцией транзистора. Увеличивая площадь коллекторного перехода по сравнению с площадью эмиттерного перехода, можно увеличить число дырок, достигающих коллектора.

Коэффициент h_{21 Б} является важным параметром транзистора. У хороших транзисторов он достигает значений близких к единице: 0.99 и выше.

Из вышеописанного следует, что базовый ток является частью тока эмиттера. Поэтому физическое направление базового тока всегда совпадает с направлением тока эмиттера. За пределами базы, т.е. в базовом выводном проводнике, базовый ток всегда является электронным. Электроны поступают в базу для восполнения электронов, рекомбинировавших с дырками, пришедшими из эмиттера.

Иногда применяется схема с общим коллектором, рис. 4 б. Важнейшие параметры основных схем включения транзистора отображены в таблице 1.

Таблица 1.

Параметр	Схема ОЭ	Схема ОБ	Схема ОК
ki (коэффициент усиле-ния по току)	Десятки - сотни	Немного меньше единицы	Десятки - сотни
kU (коэффициент усиле-ния по напряжению)	Десятки - сотни	Десятки - сотни	Немного меньше единицы
kp (коэффициент усиле-ния по мощности)	Сотни – десятки тысяч	Десятки - сотни	Десятки - сотни
RВХ	Сотни – тысячи Ом	Единицы – десятки Ом	Десятки – сотни кОм
RВЫХ	Единицы – десятки кОм	Сотни кОм – единицы мОм	Сотни – тысячи Ом
Сдвиг фаз между UВХ и UВЫХ	180 градусов	0 градусов	0 градусов

Дата добавления: 2014-01-15