Транзистор. Осуществив два р-п перехода на небольшом расстоянии друг от друга, как это схематично показано на рисунке 6.10,а

ЛЕКЦИЯ №10

Осуществив два р-п перехода на небольшом расстоянии друг от друга, как это схематично показано на рисунке 6.10,а, получим плоскостной транзистор. На левом эмиттерном р-п переходе создается смещение в прямом направлении, на правомколлекторном р-п переходе – в обратном. В полупроводнике, находящимся между эмиттерным и коллекторным р-п переходами, присутствует область, которую называют базой. Области по обе стороны от базы называются соответственно эмиттером и коллектором.

Когда ключ К разомкнут, ток в цепи эмиттера отсутствует. При этом в цепи коллектора имеется небольшой ток, называемый обратным током кол-лектора и обозначаемый I_КБ0 . Этот ток очень мал, т.к. при обратном смеще-нии коллекторного перехода потенциальный барьер велик и непреодолим для основных носителей – электронов коллектора и свободных дырок базы. Кол-лектор легирован примесью значительно сильнее, чем база. Вследствие этого неосновных носителей в коллекторе значительно меньше, чем в базе, и об-

ратный ток создается главным образом неосновными носителями.

На рисунке 6.10,б приведены выходные характеристики транзистора

п-р-п. Нижняя кривая соответствует разомкнутому положению ключа К в цепи эмиттера и показывает зависимость обратного тока коллектора от нап-ряжения на коллекторном переходе.

Замыкание ключа в цепи эмиттера приводит к появлению тока в этой цепи, т.к. смещения эмиттерного р–п перехода в прямом направлении пони- жает потенциальный барьер для электронов, переходящих из эмиттера в базу, и для дырок, переходящих из базы в эмиттер. Нас интересуют только избыто- чные электроны, попадающие из эмиттера в базу, потому что только они соз-дают коллекторный ток. Говорят, что эти электроны инжектируются в базу.

Дальнейшее движение инжектированных электронов определяется про- цессом диффузии. Так как толщина базы значительно меньше длины свобод-ного пробега электрона до рекомбинации, то большая часть инжектирован-ных электронов достигает коллекторного перехода, благодаря чему увеличи- вается коллекторный ток.

Семе йство выходных характеристик транзистора п-р-п показано при различных значениях эмиттерного тока.

а) б)

Рисунок 6.10

Для транзисторов р-п-р полярность источников эмиттерного и коллекторного токов следует поменять на обратную. При этом семейство вы-ходных характеристик принято изображать тоже в первом квадранте.

Не все электроны, инжектированные в базу, достигают коллекторного перехода. Часть электронов, не достигая коллектора, рекомбинируют с осно- вными носителями в базе – дырками. Коэффициент переноса неосновных носителей (для базы) h_{21 Б} сквозь базу представляет собой отношение

h_{21 Б} = (i_К - I_{КБ 0}) / I_Э.

Коэффициент h_{21 Б} является важным параметром транзистора. У хоро-ших транзисторов он достигает значений, очень близких по абсолютной ве-личине к единице, например 0,99 или быть еще более близким к единице. Таким образом, коллекторный ток i_К весьма мало отличается от значения эмиттерного тока I_Э. и полностью повторяет закон изменения эмиттерного тока. Значение ЭДС коллекторного источника Е_К значительно превышает ЭДС источника Е_Э. Следовательно, в цепи коллектор-база выделяется более значительная мощность по сравнению с мощностью в цепи эмиттер-база, т.е. имеет место усиление сигнала, действующего во входной цепи.

Дата добавления: 2014-01-20